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수증기로 신재생에너지 만든다

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수증기로 신재생에너지 만든다

2017.09.27 07:00

 

GIB 제공
GIB 제공 

태양 복사에너지의 절반 정도가 지구 표면에서 흡수된다. 이 에너지는 수면의 물을 증발시켜 수증기를 발생시킨다. 이 수증기를 이용해 청정에너지를 생산하는 방법이 나왔다.

 

미국 컬럼비아대 물리학과 오구어 샤힌 교수팀은 수증기의 화학에너지를 변환시켜 물리적 일을 할 수 있는 전기에너지를 만드는데 성공했다고 26일 (현지시각) 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 온라인판에 발표했다.

 

연구팀은 수면에서 빛을 받아 생성된 수증기의 화학에너지로 일을 할 수 있는 장치를 설계했고, 이를 통해 1㎡의 면적에서 10W의 전력을 생산했다. 현재 이용되는 풍력발전 효율의 약 3배에 달하는 전력이다.

 

 

신재생에너지, 저수지의 수증기로 만든다 - University of Columbia 제공
연구팀이 고안한 에너지 고안 장치왼쪽), 오른쪽은 에너지의 모식도로 복사선(Net  radiation)이 호수와같은 물(Water body)에 닿으면, 일부는 대류(convection)를 통해 대기중으로 돌아가고 나머지가 흡수되 수증기(Evaporation)을 만든다. 연구팀이 고안한 장치(Engine)은 이때 발생하는 수중기를 물리적인 일(Work)을 할수 있는 전기에너지로 바꾸는 역할을 한다- University of Columbia 제공

샤힌 교수는 논문에서 “수증기를 이용해 에너지를 생산할 때는 날씨가 중요하다”며 “에너지는 상대습도가 낮고 바람의 속도가 빠를수록 커지는 것을 확인했다”고 밝했다. 연구팀은 날씨 변수를 조절해 수증기의 화학에너지를 ㎡당 최대 15W까지 전기에너지로 변환시켰다.

 

샤힌 교수는 “날씨변수는 시간에 따라 계속 변하기 때문에 바람이나 습도 외에 공기의 상태 등 다른 조건을 세분화해 그 차이를 보는 연구가 필요할 것”이라고 덧붙였다.

 

연구팀은 미국 전역에서 0.1㎢보다 큰 호수나 저수지에서 발생하는 수증기를 이용하면 총 345GW(기가와트,1GW=1000MW)의 에너지를 만들 수 있을 것으로 추산했다.

 

규모에 따라 차이가 있지만 일반적으로 알려진 원전 1기의 발전용량은 1GW이다. 샤힌 교수는 “전 세계 호수나 저수지의 수증기를 이용하면 엄청난 에너지를 생산할 수 있는 가능성이 있다”며 “(이번 연구가) 향후 이를 이용한 에너지 변환 장치 생산에 도움이 될 것”이라고 말했다.

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