‘우주의 추위’에서 에너지를 얻을 수 있다고?
‘우주의 추위’에서 에너지를 얻을 수 있다고?
  • 김정은 기자
  • 승인 2019.05.10 09:20
  • 댓글 0
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(사진: pxhere.com)
(사진: pxhere.com)

[데일리포스트=김정은 기자] 미국물리협회(AIP)가 발간하는 응용물리학 회보(Applied Physics Letters) 최신호에 ‘우주의 추위’에서 에너지를 직접 생산하는 기술을 구현했다는 논문이 실려 관심을 받고 있다.

연구팀은 논문에서 절대 영도(absolute zero-degree)에 가까운 우주 공간에 포토다이오드(photodiode)를 조준해 마치 태양전지판이 태양광으로 발전하듯, 추위에서 에너지 얻는 새로운 경로를 제공할 수 있다고 설명했다.

응용물리학 회보에 게재된 연구팀 논문
응용물리학 회보(Applied Physics Letters)에 게재된 논문

절대 영도란 이론적으로 가능한 가장 낮은 온도로 섭씨온도로는 -273.15℃에 해당한다.

아래 이미지가 발전 장치 개략도다. 장치 중심에 위치한 반구형 포토다이오드가 포물선 반사경(parabolic reflector)을 통해 하늘을 향하는 구조이며, 지구와 우주의 온도차를 이용해 전기를 생산한다.

연구팀이 공개한 발전장치 개략도
연구팀이 공개한 발전장치 개략도

이 기술은 열이 물체에서 방사될 때 발생하는 ‘네거티브 조명효과(negative illumination effect)’로 생기는 약간의 전기를 집약해 에너지로 변환한다. 태양광 발전이 태양 전지로 들어오는 에너지를 활용하는 것과는 달리, 열이 표면을 떠날 때 전기에너지를 얻는 방식이다.   

다만 2019년 현재의 기술로는 절대 영도에서 불과 몇도 높은 장소에서만 전기를 발생시킬 수 있기 때문에 에너지를 효율적으로 생산하지 못한다. 

한밤중의 지구 추위 정도로는 발전(発電)이 불가능하지만 충분히 활용할 수 있는 장소가 있다. 바로 절대 영도에 가까운 우주 공간이다.

(사진: pxhere.com)
(사진: pxhere.com)

아직 실용적인 발전량은 아니지만 연구팀은 초기 설계를 통해 1평방미터 당 64㎻(나노와트. 10억분의 1와트)의 전기를 발생시키는 데 성공했다.

또 발전 장치의 성능 향상을 통해 이론상 1평방미터 당 4W(와트)의 전력 생산이 가능하다고 밝혔다. 참고로 태양전지판은 1평방미터 당 100~200W를 생산한다.

태양광의 분명한 단점은 전기를 생성하기 위해 햇빛이 필요하다는 것이다. 이 기술이 상용화된다면 인공위성 및 우주탐사선 등에 탑재돼, 지구와 천체 그림자에 가려 태양광 발전이 어려운 상황에서 보조전원 등에 이용할 수 있을 전망이다.   


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