한상철, 한영희, 최철, 김도형, 유재은 지음 / 콘텐츠하다
[한국에너지신문] 4차 혁명이 단순한 한 시대의 유행으로 끝나지 않기 위해 많은 전문가는 에너지 분야의 혁신이 필수적이라고 지적한다. 이러한 혁신을 이끌 수 있는 필수요소를 도출하기 위한 각계의 연구도 활발하다.
한전 전력연구원도 4차 혁명을 이끌 네 가지 핵심 기술을 선정했다. 3D 프린팅, 페로브스카이트 태양전지, 그래핀, 초전도가 그것이다. 그리고 이들 신소재에 대한 최신 정보 및 개발전망을 에너지와 연관 지어 쉽게 설명하는 책 ‘신소재, 4차 산업혁명을 이끄는 힘’을 펴냈다.
그래핀(Graphene)은 탄소 원자들이 육각형의 평면 구조로 이루어진 막(膜)이다. 전자의 이동속도가 구리에 비해 4500배 이상 빠르고 철에 비해 강도가 100배 이상 강하다.
휴대전화기 케이스, 무선통신용 안테나 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 특히 표면적이 2배 이상 넓어 에너지 저장 밀도가 높고 급속 충방전이 가능하여 에너지저장장치의 성능을 대폭 향상시킬 것으로 기대를 모으고 있다.
3D 프린팅은 초기 플라스틱 재료만을 사용하다 금속, 세라믹 등을 사용해 다양한 산업 분야에 활용될 정도로 기술이 발전했다. 가스터빈 발전기의 수입 부품을 3D 프린팅으로 만들거나, 전기회로를 제작할 수도 있어 핵심부품의 국산화는 물론 유지보수 기간 단축 등 전력설비의 운영 효율을 높일 수 있어 연구개발이 활발한 분야다. 사물인터넷에 필요한 에너지 자급자족을 위해 에너지 하베스팅이 필수인데, 이를 현실화하는 데에도 이 기술이 활용된다.
차세대 태양전지로 주목을 받고 있는 페로브스카이트 태양전지는 기존의 태양전지보다 얇은 두께에서도 빛 흡수율이 높아 더 많은 전기를 만든다. 전력 생산 효율을 높이고, 건물 창문 등에 사용할 수 있는 투명 태양전지를 개발하는 등 대한민국 과학자들이 연구를 선도하고 있다.
초전도는 금속이 -200℃ 정도의 저온에서 전기저항이 0이 되는 현상이다. 이 현상을 극대화할 수 있는 케이블은 저항이 없어 열이 발생하지 않고, 손실 전력도 획기적으로 줄일 수 있어 송전효율은 극대화된다.
한편 배성환 한전 전력연구원장은 “이 책이 4차 혁명의 주요 역할을 할 신소재 관련 지식을 쉽게 알 수 있도록 해 독자들이 미래를 준비하는 데 도움이 되기를 바란다”고 말했다.
