체내 당에서 전력을 얻는 혁신적인 '포도당 전지' 등장
체내 당에서 전력을 얻는 혁신적인 '포도당 전지' 등장
  • 김정은 기자
  • 승인 2022.05.25 11:58
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ⓒ데일리포스트=이미지 제공/MIT

[데일리포스트=김정은 기자] 인간의 체내에서 포도당을 흡수하고 직접 전력으로 변환하는 초박형 연료 전지가 개발됐다. 신체에 내장된 임플란트 장치에 효과적으로 전력을 공급할 수 있을 것으로 기대된다. 

인간이 직접 섭취한 포도당이나 탄수화물에서 분해한 포도당을 에너지로 이용하는 사례는 잘 알려져 있다. 

미국 매사추세츠 공과대학(MIT)과 뮌헨공과대학교(Technische Universität München) 공동연구팀이 공개한 전지는 포도당(글루코스)을 전해질을 이용해 분해한 뒤, 전기 에너지로 변환하는 구조다.

배터리 폭은 머리카락 30개분 너비인 약 300마이크로미터, 두께는 400나노미터로, 제곱센티미터당 약 43마이크로와트의 전력을 생성한다.

포도당을 전기에너지로 변환하는 기술은 1960년대에 이미 고안되었지만, 기존 전지는 소형화가 어렵고재질 특징상 체내에 삽입할 때 열처리(열살균)에 견딜 수 없었다. 

ⓒ데일리포스트=이미지 제공/Advanced Materials

이에 연구팀은 열내성·이온전도성·전자전도성이 뛰어난 산화세륨(IV)을 재질로 사용해, 문제를 해결했다. 산화세륨은 자연적으로 양성자를 전도하고 높은 이온 전도도와 견고성으로 수소 연료 전지 전해질로 널리 사용되는 세라믹 소재다. 생체 적합성 및 안전성도 이미 확인됐다. 

본인의 MIT 박사 학위 논문 일부로 새로운 동력을 설계한 필립 시몬스는 "포도당은 신체 모든 곳에 존재한다. 쉽게 사용이 가능한 이 에너지를 이식 가능한 장치의 전원 공급에 사용하게 될 것"이라고 언급했다. 

ⓒ데일리포스트=이미지 제공/MIT

포도당 연료 전지는 섭씨 600도까지 견딜 수 있어 임플란트 장치 등에 코팅하는 방식으로 효과적으로 전력을 공급할 수 있을 것으로 기대된다. 

연구 논문은 '국제학술지 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)'에 게재됐다. 



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