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높은 사무용 건물의 창문이 강력한 에너지 생산 원으로 동작하고 건물 거주자에게 신선한 공기와 조명 그리고 조망 이상의 것을 제공한다고 상상해 보라. 지난 4년간, 호주 플린더즈 대학교(Flinders University) 연구팀은 이 꿈을 현실로 실현하기 위해 연구 중인데, 이제 태양열로 전원을 공급받는 창문의 개념이 머지않은 미래에 우리 곁에 오게 될 것이다.
박사 과정 논문의 일부로, 플린더즈 대학교 화학 및 물리학부 Mark Bissett 박사는 탄소 나노튜브를 이용한 혁신적인 태양열 전지를 개발했다. 기존의 실리콘에 기반을 둔 태양열 전지에 대해 촉망되는 대안인 탄소 나노튜브는, 에너지를 빨아들이는 실리콘류의 제품보다 제작하기 더 저렴하고 사용하기가 더 효율적이다.
"태양열 전력은 실제로 가장 값비싼 재생에너지 중의 하나이다. 실제로 우리가 사람들이 사는 지붕에서 보는 실리콘 태양열 전지는 생산하기가 매우 비싸며 순수하게 만드는데 많은 전기가 필요하다. 실리콘 태양열 전지의 전체적 효율성은 약 10% 정도이며, 최적의 효율 상태에서 동작 중일 경우에도 투입된 에너지를 보상받는데 8년에서 15년 정도가 소요된다. 왜냐하면, 그 에너지를 생산하는데 이미 화석연료를 사용하여 생산되었기 때문이다."라고 Bissett 박사는 말했다.
Bissett 박사에 의하면, 새로운 저비용의 탄소 나노튜브는 투명하며 빛을 블록 시키지 않고 창문에 분사될 수 있음을 의미하며 또한, 유연하기 때문에 직물(fabric)을 포함한 재료 내부로 삽입할 수 있고 이 기술은 이미 광고회사에 의해 모색되고 있다. 태양열 창문에 의해 생산되는 전력량은 표준적인 사무실 건물의 에너지 소비를 완벽히 상쇄할 정도의 양이 되지 못하지만, 그것들은 여전히 많은 재정적이고 환경적인 장점을 가지고 있다고 Bissett 박사는 말했다.
"새 건물이나 어떤 식으로든지 창문이 교체되어야 하는 곳에서는, 유리에 투명 태양열 전지를 추가하는 것이 상대적으로 비용이 저렴한데, 그 이유는 유리와 프레임 그리고 장치비용이 태양열 부품의 유무와는 별 상관이 없기 때문이다. 이것은 전기를 생산할 수 있다는 것을 제외하고는 기본적으로 창문에 착색 필름을 입히는 것과 비슷하다. 그리고 사무실 빌딩이 지붕 공간만큼의 태양열 전지가 불필요하다는 것을 고려하면, 교체되어야 하는 많은 창문에 이 기술을 이용하는 것이 유의미한 것이다."라고 Bissett 박사는 말했다.
Bissett 박사에 의하면, 이 기술은 식물이 태양으로부터 에너지를 획득하는 프로세스인 광합성(photosynthesis)을 모방한 것이다. "태양열 전지는 2장의 전기전도성이 있는 유리를 가지고 그 사이에 기능성의 단독 벽(single-walled) 탄소 나노튜브 층을 샌드위치 하는 것이다. 빛이 전지에 비출 때, 전자가 탄소 나노튜브 내부에 생기고 이것들이 전기장치에 전원을 공급할 수 있게 된다."라고 그는 말했다.
작은 프로토타입이 실험실에서 개발되었음에도, 그는 다음 단계가 산업적 차원에서 탄소 전지를 시험하는 것이 될 것이라고 밝혔다. 만약 모든 것이 계획대로 진행된다면, 이 기술은 시장에 10년 이내에 출시될 것이다.
"우리가 처음으로 이 연구를 시작했을 때, 우리는 어떻게 연구를 해야 하는지에 대한 아이디어가 없었다. 왜냐하면, 세계에서 처음으로 시도하는 것이었기 때문이다. 그래서, 우리가 이 콘셉트를 증명한 것은 매우 흥미로운 작업이며, 희망 있게 얘기하면 몇 년 이내에 상업화 이용이 가능할 것이다."라고 Bissett 박사는 말했다.
출처 : http://www.energyharvestingjournal.com/articles/solar-cell-turns-windows-into-generators-0...
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