인하대학교는 고분자공학과 위정재교수 연구팀이 최근 ‘고분자황을 이용한 마찰발전’에 성공하며 새로운 에너지 소재를 찾아내는 성과를 올렸다고 26일 밝혔다.

위 교수팀은 충남대 응용화학공학과 이영석 교수 연구팀과 공동으로 발표한 논문 ‘효율적인 마찰전기 에너지 하베스팅을 위한 합리적인 고분자 재료의 분자구조 설계’는 불소화한 고분자 황을 마찰발전 소재에 대한 연구결과이다.

이 논문은 최근 에너지 분야 국제 학술지인 나노 에너지 (Nano Energy)에 게재됐다. 이번 연구는 석유를 정제할 때 생겨나는 황을 이용했다는 점에서 이전 연구와 차별된다.

이들은 황으로 필름형태를 한 고분자황을 만들어 기존 마찰발전 소재로 널리 사용하고 있는 탄소기반 고분자 물질 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene)로 만든 필름보다 마찰발전 성능이 높다는 사실을 증명했다.

마찰발전 성능을 가늠하는 핵심 요인인 물질의 전자친화도는 음의 값이 커질수록 마찰 대전 시 물질의 전자 수용량을 늘려준다. 이는 물질의 음전하성을 향상시키고 반대의 전하를 띠는 물질과의 전위 차이를 증가시켜 마찰 발전 성능의 향상을 유도하게 된다.

비슷한 두께를 가진 고분자황 필름과 PTFE 필름의 마찰발전 성능을 비교하면 고분자황 필름이 전압은 약 6배 이상, 전류는 3배 이상 증가하는 것으로 나타났다.

/윤용해기자 youn@