마스크를 착용하고 숨 쉴 때 발생하는 수분으로 미세전류를 생성시켜 마스크에 달라붙은 미생물을 제거하는 기술이 국내에서 개발됐다. 전도성 필터 섬유로 만든 마스크를 쓰고 자연스럽게 호흡만 해도 미생물을 전기로 없앨 수 있는 것이다.
한국과학기술연구원(KIST) 기능성복합소재연구센터 손장엽 선임연구원은 6일 "통상 물을 수소와 산소로 분리하기 위해 전기분해하는 방식을 사용하는데, 동시에 물이 수소와 산소로 분리될 때 스스로 전기를 발생시키는 특성에 착안해 수분을 이용한 전기 생산 기술을 실생활에 접목시켰다"고 밝혔다.
그동안 습도가 있는 환경에서 전류를 생성하는 기술은 국내외에서 시도된 바 있다. 예컨대 재료의 표면에서 물을 기계적으로 이동시켜 물 속 수소 이온의 이동을 제어하는 방식으로 전기를 생성하거나, 물을 증발시킴으로써 수소 이온을 이동시키는 방식을 사용해 전기를 생성했다. 또 재료 내 수분량을 공간에 달리 배치하고 이 때 발생하는 수소 이온량의 차이로 전기를 생성하는 것이 기존 연구 방식이다.
호흡을 통해 생성된 수증기로 미세전류를 흐르게 한 것은 이번 연구의 차별점이다. 연구팀은 대기 중의 수증기가 재료의 표면에 달라붙어 물 분자가 해리(원자나 분자가 분해되는 현상)될 때 발생하는 수소 이온의 이동에 의해 전기가 발생하는 원리를 이용했다.
이 기술이 상용화되면 숨 쉬는 것만으로 실시간 세균을 제거하는 마스크나 눈물로 전기를 생산해 작동시키는 스마트 콘택트렌즈에도 활용될 수 있다. 이뿐 아니라 와이파이(wifi) 구동이 가능한 수준의 전력 생산은 물론, 땀으로 웨어러블 디바이스를 작동할 수도 있다. 손 연구원은 "향후 코로나19 바이러스 제거에 효과가 있는지 등 연구를 확대할 계획"이라며 "장기적으로는 대기 중에 있는 수분을 이용해 전기를 생산하는 광범위한 응용을 통해 지속가능한 친환경 에너지 기술로 발전시킬 수도 있을 전망"이라고 설명했다.