|
내용 :
|
|
시금치는 더 이상 뽀빠이만을 위한 것이 아니라 컴퓨터를 작동시킬 수도 있게 되었다. 미국연구진은 식물 단백질을 이용하여 전기를 생산할 수 있는 전지를 만들었다고, “Nano Letters” 최신호에서 밝혔다.
생물학적 원리를 바탕으로 빛을 전기에너지로 바꾸는 이 태양전지는, 제작비가 싸고 효율적이라고 공동제작자인 MIT의 Marc Baldo는 말한다. 들고 다니며 사용할 수 있는 환경친화적인 에너지원으로서 노트북 컴퓨터 같은 것에 응용될 수 있다.
연구진은 시금치에서 다양한 광합성 단백질을 분리하여 두 층의 전도체 사이에 끼워넣었다. 이렇게 제작된 작은 전지에 빛을 쪼여주었더니 전류가 발생하였다.
연구에 사용된 단백질은 시금치 잎의 엽록체에서 분리하였다. 엽록체는 세포 안에 존재하는 작은 소기관으로 식물이 받은 빛을 에너지로 전환하는 역할을 한다. 에너지로의 전환 반응이 진행됨에 따라 전기가 이동하게 되어 결국 전류가 발생한다.
하지만 단백질을 분리해내는 일이 쉽지만은 않았다고 연구진은 털어놓는다. 이 단백질 분자들은 예민해서 식물체로부터 분리할 때 활성을 잃어버리기 일쑤였다. 그래서 연구진은 펩타이드 계면활성제라 불리는 비누 같은 분자로 보호하면서 작업을 진행했다. 이 분자는 에너지를 생산하는 단백질 주변에 막을 형성하여 마치 식물체 내에 존재하는 것과 같은 환경을 조성, 보호하는 역할을 한다.
단백질 분자는 얇은 금박 위에 올려놓고 투명한 전도체막에 부착시킨 후, 그 위에 유기 전도물질을 덮는 방법으로 전지를 제작하였다. 이런 믿기 어려운 전지 위로 빛을 쪼였을 때, 단백질 분자들이 전자를 뿜어내었고, 전류의 형태로 아래층을 통해 이동하였다.
이번에 제작된 시제품 전지는 조금 더 보완해야 할 점이 남아 있지만, 현재 21일까지 전류를 생산할 수 있는 능력을 가지고 있다. 보다 더 길게 유지되는 보완품이 나오기를 연구진은 희망하고 있다.
또한 이 전지는 흡수한 빛 에너지의 약 12%만을 전기 에너지로 전환하는데, 연구진은 20% 까지 효율을 높일 수 있을 것이라고 믿고 있다. 이렇게 되면 시중에 나와 있는 실리콘 태양전지의 효율보다도 더 좋은 것이 될 전망이다.
*그림설명: 시금치의 광합성을 이용해 전기를 생산하는 시대가 왔다.
*참고사이트: http://www.nature.com/nsu/040621/040621-9.html
한국과학기술정보연구원(KISTI)
|
