뉴욕주 빙엄턴대 최석흔 교수
1회용…밀림 등 오지서 활용
빙엄턴 뉴욕주립대 최석흔 교수가 개발한 박테리아로 전기생산하는 종이배터리. [최석흔 교수 제공]
종이에 물을 바르면 동결 건조 상태로 들어 있던 박테리아가 활동하면서 전기를 생산하는 1회용 종이배터리가 개발됐다.
20일 미국화학회(ACS)에 따르면 빙엄턴 뉴욕주립대 최석흔(사진) 교수팀은 보스턴에서 열린 제256차 미국화학회 전국총회에서 박테리아와 종이를 활용한 새로운 형태의 배터리를 공개했다.
태양광이나 풍력 등 발전 설비가 없고 기존 배터리 이용도 어려운 밀림지대 같은 오지에서는 전기로 작동하는 질병 진단기기를 사용하거나 온도에 민감한 백신 등을 안전하게 저장하려면 저렴하고 운반하기 쉬운 새로운 전원장치가 필요하다.
최 교수는 이날 발표에서 종이 표면에 얇은 금속막 등을 입히고 신진대사를 통해 전자를 세포 밖으로 방출하는 박테리아를 동결 건조 상태로 종이에 주입한 종이배터리를 공개했다.
이 종이배터리는 마른 상태에서는 작동하지 않다가 표면에 물이나 침을 바르면 수분 내에 박테리아가 되살아나 활동하면서 전자를 방출하고 방출된 전자가 종이 표면의 금속막을 통해 전극으로 이동해 LED를 켜거나 전자계산기를 작동할 정도의 전기가 생산된다.
연구진은 공기 중의 산소가 박테리아에서 방출된 전자를 흡수해 배터리 성능이 떨어질 것으로 예상했으나 분석 결과 종이 섬유에 밀착된 박테리아에서 방출된 전자가 금속막을 통해 신속하게 전극으로 이동 산소로 인한 성능 저하는 미미한 것으로 나타났다고 설명했다.
생분해성 종이로 만든 이 종이배터리는 1회용이며 수명은 4개월이다.
최 교수는 동결 건조된 박테리아의 생존과 전기생산 능력을 높이는 연구를 수행하고 있으며 상용화를 위해 특허를 출원하고 산업화를 모색 중이다.
최 교수는 "종이배터리를 실제로 활용하려면 발전 성능이 1000배 정도 향상돼야 한다"며 "이는 종이배터리를 여러 겹으로 쌓거나 연결하면 가능할 것"이라고 말했다.
