걸으면 충전되는 휴대용 ‘종이 배터리’ 개발

中연구원 “몇분 안에 1볼트 충전”

걷기만 해도 충전이 되는 초경량 종이 배터리(사진)가 개발됐다. 지갑에 쏙 들어가는 지폐 절반 크기여서 다양한 휴대용 전자기기에 활용될 것으로 보인다.

왕중린 중국과학원 베이징나노에너지나노시스템연구소 교수(미국 조지아공대 재료공학부 교수) 팀은 사용자의 신체 움직임으로 생산된 전기를 저장할 수 있는 휴대용 자기충전 종이 배터리를 개발했다고 ‘미국화학학회(ACS) 나노’ 12일자에 발표했다. 후천궈 중국 충칭대 교수팀도 이 연구에 참여했다.

이 종이 배터리는 신체가 움직일 때 생기는 운동에너지를 전기에너지로 바꿔 저장한다. 물리적 마찰이 일어나면서 발생하는 정전기나 마찰전기를 활용하는 것이다. 종이로 만든 격자 모양의 구조체 안쪽 면에는 마찰전기를 발생시키는 불화에틸렌프로필렌(FEP) 필름과 전극 역할의 금이 자리하고 있다. 바깥쪽 면에는 축전기의 양극을 이루는 흑연과 금을 입혔다. 격자가 신체의 움직임에 따라 눌렸다 펴지기를 반복하면 전기가 발생하면서 충전이 되는 방식이다.

이전에도 비슷한 기술은 있었다. 하지만 적은 양을 충전하는 데도 많은 시간이 걸려 실용성이 떨어졌다. 반면 이번에 개발된 종이 배터리는 몇 분 안에 무선 리모컨이나 전자시계 작동에 충분한 1V(볼트)를 충전할 수 있다. 왕 교수는 “웨어러블 기기나 휴대용 의료기기에도 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.

송경은 동아사이언스 기자 kyungeun@donga.com