마찰전기를 활용해서 에너지로 변환이 가능하다는 말을 들었는데 정말 그게 가능한지요?

Question

마찰전기를 활용해서 에너지로 변환이 가능하다는 말을 들었는데 정말 그게 가능한지요? 변환시키는 기계나 발전기가 존재하는건가요?

Answer 1

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

마찰전기 에너지는 서로 다른 물질이 마찰할 때, 대전 현상에 의해 양전하와 음전하로 분리되는 현상이며, 주로 겨울철 문손잡이를 만질 때 따끔거리거나, 머리카락이 뜨는 현상들을 이러한 마찰 대전에 의한 현상으로 볼 수 있다.

마찰전기의 저장 효율을 증가시키기 위해서는 전극 표면에서의 전하 손실을 방지하고 전극 중심부로 전하를 이동시키는 과정이 중요하다

다공성 탄소의 외부 비표면적이 클수록 전하를 잘 붙잡고 작을수록 전하 이동이 빨라지는 현상을 이용해, 외부 비표면적을 변화시킨 다공성 탄소 세 종류를 적층하여 전하의 이동을 제어함으로써 마찰전기 저장 효율을 향상시켰다.

Answer 2

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.마찰전기를 직접적으로 에너지로 변환하는 것은 불가능합니다. 마찰전기는 두 물체 간 마찰에 의해 생성되는 전기입니다. 마찰전기는 정적 전기와 같이 일시적인 전기이며, 일반적으로는 작은 전기량이 발생합니다. 이를 에너지로 바로 활용하는 것은 어렵지만, 일부 기술에서는 마찰력을 이용하여 발전기나 전지 등의 장치를 구동하는 등 간접적인 방식으로 활용할 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

네, 그게 가능합니다

마찰전기는 두 가지 물체가 마찰되어 대전 되어 발생하는 전기입니다.

물질을 이루는 원자는 양전하를 띤 원자핵과 음전하를 띤 전자로 되어 있습니다. 어떤 원자가 전자를 잃으면 양전하를, 반대로 전자를 얻으면 음전하를 띠게 됩니다. 보통 때는 전기적으로 중성인 물체도 서로 마찰시키면 한쪽 물질의 전자가 다른 물질로 이동하기 때문에 두 물질은 각각 양전하 또는 음전하를 띠게 됩니다.

개발연구팀은 다공성 탄소의 외부 비표면적이 클수록 전하를 잘 붙잡고 작을수록 전하 이동이 빨라지는 현상을 이용해, 외부 비표면적을 변화시킨 다공성 탄소 세 종류를 적층하여 전하의 이동을 제어함으로써 마찰전기 저장 효율을 향상시켜 사용가능한 에너지로 변환시킨 것입니다.

Answer 4

국내 연구진은 일상생활에서 버려지는 마찰전기 에너지를 40배 높은 전기에너지로 전환하는 기술을 개발했다고 합니다. 이 기술을 통해 웨어러블 디바이스 전원과 사물인터넷(IoT) 등에 사용할 수 있다고 하네요.

Answer 5

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

마찰전기란 마찰에 의해 발생하는 정전기를 이용하여 에너지를 변환하는 방법입니다. 이 방법으로 에너지를 변환하는 것이 가능하다는 것은 사실입니다.

마찰에 의해 발생하는 정전기는 전자를 이용하여 전기를 생산할 수 있습니다. 이를 이용하여 작은 전자기기를 구동하는 것은 가능합니다. 예를 들어, 손으로 마찰을 발생시켜서 작은 LED 전구를 켜는 것이 가능합니다.

하지만 대규모 발전이나 대용량 에너지 생산에는 한계가 있습니다. 또한, 마찰에 의해 발생하는 정전기는 발전 효율이 낮으며, 연속적인 발전이 어렵다는 문제점이 있습니다.