【뉴스퀘스트=김형근 과학전문 기자 】아마 나무와 물이 가정용 전기를 대신할 날이 멀지 않았다. 다시 말해서 물이 흠뻑 베인 나무는 아주 큰 양은 아니지만 가정용 정도의 전기를 얻을 수 있다는 것이다.

그렇다면 청정에너지를 얻을 수 있다. 그리고 큰 통나무에 물을 넣고, 또 넣으면 아주 오랫동안 끊임없이 계속해서 전기를 얻을 수 있으니 그야말로 ‘미래의 에너지’임에 틀림이 없다.

삼림산업을 유명한 스웨덴의 한 연구팀이 제시한 방법으로 간략하게 이 방법을 설명하자면 물에 젖은 통나무가 햇빛을 쬐게 되면 그 물이 수증기로 대기 중으로 날라가는데, 그 때 약간의 에너지 발생한다는 것이다.

통나무에서 물이 수증기로 변할 때 미세 전기 나와

그 에너지를 잡아 모으면 큰 용량은 아니더라도 가정에서 쓰기에는 적절한 전기를 만들어낼 수 있다는 이야기다.

스웨덴의 KTH 왕립 공과대학교가 이끈 새로운 연구에 따르면, 나무와 물이 가정에 충분한 전력을 공급하는데 필요한 모든 것이 언젠가는 될 것이라고 한다.

과학저널 ‘첨단 기능 소재(Advanced Functional Materials)’ 저널 최근호에 실린 논문에서, 젖은 나무에서 물이 증발할 때 일어나는 자연현상을 면밀히 검토한 전문가들은 물이 나무를 통해 움직이는 "환기(transpiration)”라는 과정에서 전기가 생산될 수 있다는 것을 발견했다.

그러면 그 전기의 양은 얼마나 될까?

과학자들은 나무에 대해 나노공학을 이용해 수소이온농도(pH)를 잘 조정하면 지금은 작은 양이지만 유망한 양의 전기를 수확할 수 있다고 주장했다.

이 연구를 이끈 KTH대학의 바이오복합소재 전문가인 유안유안 리(Yuanyuan Li) 교수는 “현재 우리는 LED 램프나 계산기와 같은 작은 장치에 전기를 공급할 수 있다”고 말했다.

그는 이어 "노트북에 전력을 공급하려면 두께 1cm의 나무 1평방미터와 물 2리터가 필요하다. 일반 가정의 경우 그보다 더 큰 용량의 전기를 필요로 하기 때문에 더 많은 소재와 물이 필요하기 때문에 더 많은 연구가 필요하다”고 덧붙였다.

연구팀은 나무의 나노 크기 구성을 수정함으로써, 표면적, 표면 전하, 다공성, 그리고 물이 물질을 얼마나 쉽게 통과할 수 있는지, 그리고 물 용액 자체의 측면에서 나무의 특성을 개선했다. 이 모든 것은 나무의 전기 생성에 영향을 미치는 중요한 요소이기 때문이라는 것이다.

"우리는 일반 목재의 다공성 구조를 표면, 다공성, 표면 전하 및 물 운송과 관련하여 개선한 재료와 비교했다. 측정 결과 천연 목재보다 10배 높은 발전량을 보였다”고 리 교수는 설명했다.

게다가, 과학자들은 나무와 물 사이의 pH 농도를 잘 조절하면 평방 센티미터 당 최대 1볼트, 그리고 1.35 마이크로와트의 놀라운 출력을 얻을 수 있다는 것을 발견했다.

이 나무는 약 2시간에서 3시간 동안 고압을 전달할 수 있다.

리 교수에 따르면 이 기술의 큰 장점은 투명한 종이, 목재 기반의 발포체, 다양한 생체 합성물과 같은 에너지원으로 쓰고 나서도 전기용으로 쉽게 사용할 수 있다는 것이다.

바이오소재, 온난화, 친환경 관심 높아지면 뜨는 분야

이와 같은 바이오소재 과학은 최근 친환경에 대한 관심이 커지면서 뜨고 있는 분야다.

미생물, 식물·동물세포를 직간접적으로 이용하여 생산되는 유용한 물질을 가공 또는 조제함으로써 제품화가 가능한 산물을 말한다.

자연계의 식물, 동물, 미생물의 생물체에서 유래하는 천연화합물과 이를 가공, 발효, 합성과정을 거쳐 부가가치를 높인 가공소재를 모두 포함하는 물질, 또는 소재의 개념이다.

현재 국내뿐만 아니라 해외에서도 환경인식의 변화, 자원의 고갈에 대한 대체 자원의 필요성 대두와 구온난화 문제 등으로 인하여 바이오 관련 시장이 준히 성장하고 있는 추세다.

우리는 플라스틱 고분자 제품이 환경에 유해하다는 것을 알고 있지만 우리도 모르게 발생시키는 플라스틱, 폴리스티렌 유래 포장폐기물은 엄청 나다.

식물체 바이오매스 원료로 제조되어 인체에 무해하지만 자연환경에서는 썩고, 이산화탄소를 줄이며, 재사용 및 재활용이 가능한 친환경 제품이 주목을 받는 이유다.