스스로 전기 만드는 '스마트 텐트' 나왔다

외부에서 전력을 공급받지 않고 텐트 자체 움직임을 이용해 전기를 생산하는 '스마트 텐트'가 개발됐다. 향후 전력 공급이 어려운 재난 지역이나 오지 캠프 등에서 소형 전자기기에 전력을 공급하는 데 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 과학매체 라이브사이언스는 미국 캘리포니아대학교 로스앤젤레스(UCLA) 생명공학과 연구진이 움직임을 전기에너지로 변환하는 스마트 섬유 기반의 텐트를 개발했다고 최근 보도했다. 연구 결과는 지난달 말 국제학술지 '매터(Matter)'에 게재됐다. 이 기술의 핵심은 물질이 기계적 변형을 받을 때 자기적 특성이 변하는 '자기탄성(magnetoelasticity)'이다. 자기탄성은 외부 자기장이 존재하는 상황에서 물질에 기계적 응력이 가해질 때 자속 밀도가 변하는 현상을 말한다. 연구진은 이러한 특성을 활용해 텐트 원단 자체를 에너지 수확기로 만들었다. 텐트가 구부러지거나 늘어나고 휘어지는 과정에서 소재의 자기 상태가 변하면 이 변화가 전기 에너지로 변환된다. 텐트 바닥에는 자성탄성 리본을 넣었으며, 지붕은 전도성 섬유와 자성탄성 필름을 결합한 다층 구조로 제작했다. 이에 따라 바람에 텐트가 흔들리는 움직임은 물론 텐트 안에서 사람이 움직이는 과정, 설치 과정에서 원단이 휘어지는 움직임 등도 전력 생산에 활용할 수 있다. 실험에서는 작은 자기탄성 섬유 시료를 손으로 가볍게 두드리는 것만으로 1.5초 만에 0.22μF(마이크로패럿) 커패시터를 5.8V까지 충전하는 데 성공했다. 다만 현재 생산되는 전력량은 스마트폰과 같은 고전력 기기를 충전하기에는 부족하다. 연구진은 소형 센서나 저전력 LED 등 비교적 적은 전력을 필요로 하는 기기에 활용할 수 있을 것으로 보고 있다. 특히 이 텐트는 태양광 발전과 달리 강한 햇빛이 필요하지 않다는 점이 장점이다. 바람이나 사람의 움직임처럼 일상적인 움직임을 이용할 수 있기 때문에 그늘진 장소나 해가 진 이후에도 원단의 움직임이 지속되는 한 전력을 수집할 수 있다. 연구진은 기존 휴대용 텐트에서 전력을 공급하기 위해 사용되는 발전기, 배터리, 태양광 패널 등의 한계를 보완할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 발전기는 연료가 필요하고, 배터리는 무게와 유지·관리 부담이 있으며, 태양광 패널은 햇빛이 충분해야 한다는 제약이 있기 때문이다. 다만 상용화를 위해서는 해결해야 할 과제도 남아 있다. 실제 환경에서 텐트가 어느 정도의 전력을 지속적으로 생산할 수 있는지 확인해야 하며, 반복적인 접고 펴는 과정과 비 바람 등 다양한 기상 조건에 노출된 이후에도 소재의 내구성이 유지되는지 검증해야 한다. 대량 생산을 통해 제조 비용을 낮출 수 있는지도 중요한 과제다. 연구진은 이번 시제품이 텐트가 단순히 비와 바람을 막는 임시 거처를 넘어 자체적으로 에너지를 생산하는 이동식 전력 시스템으로 발전할 가능성을 보여준다고 설명했다.