전기 흡혈귀(누설전류)를 잡아라

전기 흡혈귀를 잡아라!”
누설전류 문제를 해결할 금속-절연체 상전이 현상 조절 에너지 원리

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누설전류 문제, 전기 낭비의 심각성가정에서 하루에 플러그를 뽑지 않아 낭비되는 대기전력량은 30W
형광등 2개를 하루 종일 켜놓은 것과 같은 양
전체 가정에서 대기전력 낭비로 연간 4,200억 원이 사라지고 있다!
플러그를 뽑지 않고도 전기를 아낄 수 있는 방법은 없을까?

매일 충전하는 휴대폰, 컴퓨터, TV, 전기밥솥, 전자레인지, 냉장고, 세탁기, 전기포트, 전기 장판, 헤어 드라이어, 한 여름에는 ‘전기 먹는 하마’ 에어컨까지~

각 가정에서 기본적으로 사용하는 전자제품 수는 점점 증가하고 있습니다. 매월 전기요금 고지서를 보고 한숨 쉬는 사람들은 많지만, 과연 전자제품을 사용한 후에 플러그를 바로 뽑는 사람은 몇 명이나 될까요?

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전기 낭비, 누설전류에 대해 잠깐 알아보자면…

전자제품은 전원을 꺼도 플러그를 그대로 꽂아두는 한 미량의 전기가 계속 흐르게 되는데요, 이처럼 사용자가 의식하지 않는 사이에 소모되는 전기에너지를 ‘대기전력’이라고 하고, 이때 조금씩 흐르는 전류를 ‘누설전류’라고 부릅니다. 전기를 잡아먹는다는 의미로 ‘전기흡혈귀(power vampire)’라는 무시무시한 별명도 가지고 있습니다. 우리가 모두 잠든 사이에도 전기세가 계속 올라가고 있다고 상상해보면 조금 오싹하기도 하죠? 하지만 이런 전기 흡혈귀를 잡는 사람들이 나타났습니다.

누설전류 꼼짝마!


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<이미지 출처 : 광주과학기술원(GIST) 홈페이지>

바로 광주과학기술원(GIST)의 신소재공학부 김봉중 교수팀인데요, 지난 6월 24일 전기가 통하는 금속이 전기가 통하지 않는 절연체로 변하는 일명 ‘상전이 현상’의 원리를 규명하는데 성공했다고 합니다. 전문 용어라 조금 어렵죠? 과연 어떤 원리인지 알아볼까요?

누설전류 혁신의 시작

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연구팀은 2011년 9월 우리나라에서 발생한 정전사태를 보면서 조금의 전기라도 낭비하는 것을 막을 수 있는 방법을 찾기 시작했습니다. 그것이 바로 ‘상전이 현상’인데요, ‘상전이’란 물질의 원자나 분자구조, 조성 상태가 바뀌는 것을 뜻합니다. 쉽게 설명하면, 전기가 통하는 금속이 온도 변화에 의해 전기가 통하지 않는 절연체로 변하는 것을 말합니다. 그 동안 상전이 현상은 압력, 열, 전기 등에 미치는 영향 정도가 알려졌었는데요, 이 모든 상호관계를 한번에 규명한 것은 이번이 최초라고 합니다.

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<이산화바나듐(Vanadium Dioxide) / 출처 : 위키미디어>

누설전류 문제를 어떻게 해결할 수 있었을까?
연구팀은 이산화바나듐(VO2)이란 물질을 이용해 실험을 진행했다고 하는데요, 이산화바나듐은 66도 이하에서는 전기가 통하지 않는 절연체지만 그 이상의 온도에서는 금속의 성질을 갖습니다.  또한 성질이 변하는 시간도 수십 펨토 초(fs·1000조 분의 1초) 수준으로 초고속으로 일어나기 때문에 차세대 스위칭 전자소재로 주목 받고 있습니다.

이산화바나듐의 응력(stress, 應力, 물체에 외력이 작용하였을 때 그 외력에 저항하여 물체의 형태를 그대로 유지하려고 하는 변형력)을 달리하며 상전이 현상을 실험한 결과, 응력의 크기에 따라 상전이를 조절할 수 있다는 것을 밝혀냈는데요, 이러한 원리를 이용하면 전원을 끄는 동시에 전기가 전혀 흐르지 않는 전자제품을 만들 수 있다고 합니다. 그런 제품이 상용화된다면 누설전류도 효과적으로 막고 에너지 손실도 크게 줄일 수 있겠죠?

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<이미지 출처 : 사이언티픽 리포트 홈페이지>

누설전류 혁신은 세계가 주목합니다
이번 연구 결과는 6월 4일 네이처(Nature) 자매지인 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports) 온라인판에 실리기도 했는데요, 국내 연구원과 기술력이 전세계에 인정받는 또 하나의 기회가 됐습니다.

이번 연구 결과를 바탕으로 한 걸음 더 나아가 전기 흡혈귀들을 퇴치할 수 있는 제품들이 하루빨리 세상에 나오길 기대해봅니다. 그런 날이 오기 전까지는 플러그 열심히 뽑는 습관, 전기 절약하는 노력 잊지 마세요~!

김미현 작가

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방송작가/자유기고가

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