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하루에 바다와 육지에서 증발하는 물의 양은 1000조 ℓ에 이른다. 지구 상의 물은 항상 순환하고 있기 때문이다. 그런 엄청난 양의 물을 증발시킬 때 발생하는 에너지를 활용하는 기술을 미국 컬럼비아대 연구팀이 개발했다.
연구팀은 실제 실험에서 물의 증발 에너지를 동력원으로 해 조그만 수레를 움직이는데 성공했다.
공개된 영상에서는 풍차와 같은 장치를 갖춘 수레가 나오는데 풍차가 빙글빙글 돌자 바퀴에 동력을 전달하고 앞으로 나아간다. 이때 풍차를 회전시키는 힘은 물이 증발할 때 발생하는 에너지를 이용한 것이다.
이 기술은 물을 흡수하면 부풀어 올라 수분이 없어질 때까지 수축 운동을 반복하는 특정 ‘박테리아 포자’의 특성을 이용했다. 이런 포자는 매우 빠르게 물을 흡수하고 증발시킬 수 있지만 하나하나의 움직임은 극히 작다. 따라서 연구팀은 이런 포자 수십억 개를 모아 하나의 플라스틱 테이프에 붙이는 것으로 포자의 신축성을 에너지로 끌어내는데 성공했다.
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수레에는 시험관처럼 매달린 여러 테이프에 수분의 흡수와 증발에 따라 늘어나고 줄어들기를 반복한다. 이런 테이프를 대량으로 모으면 큰 에너지를 만들어낼 수 있다.
연구를 이끄는 오즈구르 사힌 박사는 “물을 증발시키려면 빛을 모아야만 한다”면서 “이 장치를 사용하면 태양광 패널을 설치하고 태양에너지를 만드는 것보다 비용을 아낄 수 있다”고 말했다.
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사실 물의 증발을 에너지로 변환하는 시도 자체는 새로운 것이 아니다. 하지만 물체를 옮길만한 에너지를 만들어내는 것에 성공한 것은 이번이 처음이다.
이런 장치를 개발하기 위해 기술자와 생물학자, 화학자 등 다양한 분야의 전문가들이 모였다.
이번 연구에서 생체 재료를 담당한 피터 프라츨 박사는 “기존 에너지 시설을 대체할 만한 시스템은 아니지만, 전기 시설이 미비한 지역에서 통신 단말기를 사용하기 위한 에너지라면 충분히 만들어 낼 수 있다”고 말했다.
한편 이번 연구성과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications) 16일 자에 게재됐다.
사진=컬럼비아대
윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
