적외선을 이용해 전기를 만드는 핵심 부품인 ‘열복사 다이오드’. 뉴사우스웨일스대 연구진 제공
열복사 다이오드는 적외선을 이용해 전기를 만드는 반도체이다.
열복사 다이오드는 열을 감지해 전기를 만드는 핵심 부품이다. 이 것을 이용해 밤에도 작동하는 신개념 태양 전지판이 개발됐다. 기술의 핵심은 현재의 보통 태양 전지판처럼 가시광선을 쓰는 것이 아니라 적외선, 즉 열을 이용하는 것이다.
건물이든 자동차든 낮에 쏟아진 태양광 때문에 데워진 각종 물체는 서늘한 밤에 적외선을 허공에 강하게 내뿜는다. 지금까지 밤에 방출되는 적외선은 '전력 생산'의 관점에서는 자원으로 간주되지 않았지만, 관점을 바꿔 새로운 개념의 태양광 발전을 내놓은 것이다. 새로운 발전 방식과 기존 태양 전지판이 합쳐지면 사실상 24시간 전력 생산이 가능하다.
다만 현재 기술로 만들 수 있는 전기의 양은 매우 적다. 일반적인 태양 전지판이 만드는 전력량의 10만분의 1밖에 안된다.
이 기술을 우선 인공위성에 장착할 예정이다. 현재 위성들에는 가시광선을 감지하는 태양 전지판이 장착돼 있는데 임무 도중 어둠 속으로 진입하면 전기를 만들지 못한다. 어둠 속에서는 위성 동체 내 배터리에 저장해 놓은 전력을 뽑아서 사용한다.
배터리는 위성 무게를 증가시킬 뿐만 아니라 충전을 충분히 하지 못하면 임무 수행에 지장을 준다. 연구진은 "향후 2년 안에 열복사 다이오드를 위성에 실어 우주로 보낼 것"이라고 강조했다.
연구진 기술은 향후 지구의 일상생활에서도 이용될 가능성이 크다. 밤에는 전기를 전혀 만들지 못하는 기존 태양광 발전의 본질적인 한계를 뛰어넘을 방안이기 때문이다. 연구진은 "체온 수준의 적외선만으로도 전력을 만들 수 있다"며 "적외선은 각종 장치의 충전에 도움이 될 것"이라고 말했다.
열복사[편집]
열복사(熱輻射, thermal radiation)는 열이 전자기파의 형태로 운반되거나 물체가 전자파를 방출하는 현상을 말한다. 즉, 직접 열을 쏘아보내는 것을 뜻하며, 사람들이 모여 있을 경우 그 열로 따뜻해지는 것과 라이에이터 기기처럼 앞에 가면 순식간에 따뜻해지는 현상과 관련된 용어이며, 열 전달 개념으로서 전도와 대류와 함께 사용한다.
열을 전달하는 방법은 크게 분류해서 다음의 두가지가 있다.
- 열전도, 열대류
- 열복사
열전도는 물체가 직접 맞닿아있음으로, 열대류는 공기를 매개로 하여 간접적으로 열을 전달한다. 두 경우 모두 열은 열진동으로 전해진다. 이에 반해, 열복사는 열원이 전자파를 내보내고 대상이 이를 흡수함으로써 열이 전해진다. 이러한 방법으로, 두 물체의 사이에 매개물질이 없는 진공 상태에서도 열이 전달될 수 있다. 지구가 태양으로부터 열을 얻는 것은 열복사의 대표적인 예이다.
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
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