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한 발자국을 내디딜 때마다 10W의 열 손실이 있다고 한다. 그리고 전화기나 노트북 등의 모바일 디바이스는 크기와 종류에 따라 차이가 나지만 대략 1~15W 정도의 에너지를 사용한다. 그렇다면, 이론적으로는 걸으면서 사실상 거의 모든 모바일 디바이스를 충전하고 이용할 수 있는 에너지는 보충할 수 있다는 것이 된다.
이를 위해서 그동안 piezoelectric 재질을 가진 진동판을 이용해서 눌리거나 꺾이는 힘을 이용한 전력생산을 하는 시도는 많이 있었다. 문제는 이렇게 해서 생산되는 전력이 몇 mW에 불과하므로 잠시 반짝이는 수준의 전력밖에는 안 된다는 것이었다.
그런데, 최근 Nature Communications에 실린 위스콘신 매디슨 대학 기계공학과의 Tom Krupenkin과 Ashley Taylor의 논문에 따르면 실제로 한 발자국마다 10W의 전력을 생산할 수 있는 기술이 가능하다고 한다. 이들은 기존의 piezoelctric 재질의 에너지 비효율을 극복한 electrowetting 기술을 이용하는데, 전극 위에 전도되는 액체방울을 이용한다. 여기에서 중요한 물질은 유전체(dielectric material)라는 것으로 보통은 절연체로 동작하지만 전기장이 펼쳐지면 극성화를 할 수 있는데, 이것으로 전극이 코팅되어 있다. 유전체가 충전되어 있으면 액체방울이 표면을 쉽게 적실 수 있고, 변형이 일어난다. 반대 현상도 일어나는데, 액체의 물리적 변화가 있으면 유전체로 코팅된 플레이트에서 전기가 발생하며, 이를 통해 전력이 만들어지는 것이다.
생산되는 전력은 액체방울의 수와 비례하는데, 현 단계에서는 걸을 때 아직 몇 mW 수준의 전력생산을 할 수 있으나, 그 농도를 높일 수 있기 때문에 최대 10W까지도 가능할 것이라고 한다. 이것이 실제로 가능해지면, 앞으로 모바일 디바이스에 대한 전력 걱정은 거의 없는 셈이다. 다만 항상 계속 걸어 다닌다면 말이다.
참고자료:
Time for a power walk