한전 전력연구원(원장 배성환)은 그래핀, 3D프린팅, 초전도 등 전력산업에서 앞으로 유용하게 사용될 것으로 예상되는 산업용 재료와 기술을 이해하기 쉽게 설명하는 ‘신소재, 4차 산업혁명을 이끄는 힘’을 발간했다.
온실가스와 미세먼지 저감 등 깨끗한 에너지에 대한 사회적 요구가 증가하는 가운데 이 책은 환경오염 없이 에너지 생산량을 늘리는 페로브스카이트 태양전지와 전력망 효율을 높이는 그래핀 소재, 3D 프린팅, 초전도 재료 등 신소재에 대한 설명과 개발 전망에 대해 설명하고 있다.
그래핀(Graphene)은 탄소 원자들이 육각형의 평면 구조로 이뤄진 막으로 전자의 이동속도가 구리에 비교해 4,500배 이상 빠르고 철에 비해 100배 이상 높은 강도를 보이는 소재이다. 휴대전화기 케이스, 무선통신용 안테나 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 특히 표면적이 2배 이상 넓어 에너지 저장 밀도가 높고 급속 충방전이 가능해 에너지저장장치의 성능을 대폭 향상시킬 것으로 기대된다.
3D 프린팅은 초기 플라스틱 재료만을 사용하다 금속, 세라믹 등을 사용헤 다양한 산업 분야에 활용될 정도로 기술이 발전했다. 가스터빈 발전기의 수입 부품을 3D 프린팅으로 만들거나 전기회로를 제작할 수도 있어 핵심부품의 국산화는 물론 유지보수 기간 단축 등 전력설비의 운영 효율을 높일 수 있어 연구개발이 활발한 분야다.
과학 분야에서 아직은 생소하지만 차세대 태양전지로 주목을 받고 있는 페로브스카이트 태양전지는 기존 태양전지보다 얇은 두께에서도 빛 흡수율이 높아 더 많은 전기를 만드는 특징을 가지고 있다. 전력 생산 효율을 높이고, 건물 창문 등에 사용할 수 있는 투명 태양전지를 개발하는 등 대한민국의 과학자들이 연구를 선도하고 있는 분야다.
초전도는 금속이 영하 200도 정도의 저온에서 전기저항이 0이 되는 현상을 말한다. 저항이 없어 열이 발생하지 않고, 손실 전력도 획기적으로 줄일 수 있어 초전도 전력선 등 송전 효율을 높이는 방법으로 활용되고 있다.
배성환 전력연구원장은 출간 추천사를 통해 “이 책을 통해 4차 산업혁명에 중요한 역할을 할 신소재에 대한 지식을 공유하고자 한다”며 “연구개발 책임자가 쉽게 풀어쓴 책으로 미래를 준비하는 안내서가 되길 바란다”고 밝혔다.
