액체에서의 전류 흐름 규명…배터리와 담수화 효율↑

서울대 김성재 교수

국내 연구진이 액체에서 새로운 전류 흐름 현상을 규명, 초고전력 나노막 전기화학 장치 개발의 가능성을 높였다.

한국연구재단은 서울대 김성재 교수(전기정보공학부·사진) 주도로 전기정보, 신소재, 화공, 기계 등 다학제간 협업연구로 액체를 통해 흐르는 전기가 액체 내부뿐 아니라 대부분 고체 표면을 따라 흐르는 현상을 규명했다고 15일 밝혔다.

연구진은 액체의 흐름을 관측할 수 있는 나노유체역학장치를 이용했으며 이같은 결과는 액체 내 전기 흐름을 다루는 장치에서 액체와 접촉하는 고체 표면적을 증가시켜 장치의 전기적 효율 향상이 기대되고 있다. 액체에서의 전류 흐름은 액체가 흐르면서 고체에 접촉할 때 액체와 고체가 닿는 나노미터 수준의 얇은 계면에 전기 이중층이 형성된다.

여기서 전류는 액체와 전기 이중층 내부로 흐르는 것으로 구분된다. 센티미터 이상의 일반적 크기에서 발생하는 전기 이중층은 두께가 얇아 표면적으로는 액체로 흐르는 것으로 보인다.

하지만 전류량과 강도에 대한 실험적 증거를 찾지 못했다. 김 교수 연구진은 나노유체역학장치를 효율적으로 제작해 계면을 따라 전기 이중층 내부로 흐르는 전류량이 액체 중심을 통과하는 전류량보다 지배적이라는 것을 실험적으로 증명했다. 액체를 통한 전류의 새로운 통로를 규명한 것이다.

이영록 기자