중국해양대학 연구팀이 우천 중에도 비로 발전할 수 있는 태양광 패널을 개발했다. 빗물과 탄소 소재인 그래핀을 이용해 일종의 캐패시터를 구성해 전위치를 발생시키는 원리를 이용한다.

태양광 발전 시스템을 지붕에 설치했다면 태양전지에 있어 비가 오는 날은 최악의 날씨라는 걸 알 것이다. 발전량이 뚝 떨어져 그 날 발전량은 기대하기 어렵다. 중국해양대학 연구팀이 개발한 태양 전지 패널은 습기나 비가 와도 발전할 수 있다. 빗물과 그래핀을 조합한 태양전지와는 다른 발전 시스템을 채택했기 때문.

빗물은 보통 순수한 물 대신 공중에 있는 염분 같은 것도 가져와 이온화되어 있다. 반면 그래핀 전자는 플러스로 대전하는 이온을 끌어당기는 성질이 있다.





이 태양전지 패널은 그래핀과 산화인듐 주석, 플라스틱 등을 이용해 빗물에 캐패시터로 작용하는 필름 형태 태양 전지 패널로 구성했다. 연구팀은 첫 번째 테스트에서 태양 전지로 6.53% 에너지 변환 효율을 나타냈다고 한다. 빗물 대신 옅은 소금물을 살포해 수백 mV 전압을 발생시켰다고 한다.

보통 태양전지가 20% 전후 변환 효율을 나타낸다는 걸 감안하면 이 프로토타입은 태양광 발전 장치로는 아직 개선이 필요한 것으로 보인다. 하지만 연구팀은 미래 태양전지는 어떤 날씨에서도 발전할 수 있게 될지 모른다며 앞으로 고효율화에 대한 기대감을 나타냈다.

빗물의 이온 농도는 낮에는 크게 값이 변화한다. 예를 들어 맑은 날이 계속된 이후 비가 오면 이온 농도가 높고 장마가 계속되면 이온 농도는 낮아진다. 이는 해수에서 공기 중에 녹아든 염분에 의한 것이나 대기 오염, 여러 부유물질이 복잡하게 작용한 결과다. 따라서 해안이나 내륙 공업 지대, 농촌이나 산림 지대 등 일부에선 빗물을 이용한 발전 효율에 차이가 있을 수 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

이장혁 IT칼럼니스트  hymagic@naver.com

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