고려대 "살아있는 나뭇잎에서 전기 생성" 규명…열전 성능 구현

[서울=뉴시스]전수현 인턴 기자 = 고려대 화학과 윤효재 교수 연구팀이 별도의 가공 없이도 나뭇잎에서 전기를 생성할 수 있는 원리를 밝혀내고, 이를 통해 기존 인공 소재보다 뛰어난 열전 성능을 구현하는 데 성공했다.

오랜 시간 동안 나뭇잎은 광합성과 기체 교환의 매개체로 인식됐다. 그러나 윤 연구팀은 이번 연구를 통해 식물이 고성능 에너지 변환 소자 역할을 할 수 있음을 입증했다.

연구팀은 식물 조직 내 수분과 이온이 온도 차이에 따라 이동하면서 전압 차이를 만들어내는 '이온 제벡 효과(ionic Seebeck effect)'가 실제로 작동한다는 사실을 규명했다.

특히 잎을 부분적으로 건조할 시 표면에 전기적 유전체층이 형성돼 이 효과가 획기적으로 증폭된다는 것을 확인했다. 이온 제벡 효과는 건조된 잎에서만 작동하는 것이 아니라, 살아있는 잎에서도 전기 생성이 가능하다.

더해 연구팀은 실제 생잎에 전극을 부착하고 빛을 비췄을 때 안정적인 전압이 반복적으로 발생하며, 이러한 에너지 변환 과정에서도 잎의 생리적 기능에는 영향을 주지 않는다는 사실도 밝혀냈다.

제1저자인 강훈구 연구원은 "나뭇잎이 스스로 열을 받아 전기를 만드는 '살아있는 열전 소자'로 작동할 수 있다는 점은 지금까지 주목받지 않았던 식물의 새로운 기능"이라고 설명했다.

한편 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며 재료과학 분야의 국제적인 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)' 온라인에 지난 26일 게재됐다.


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