최근 전 세계적으로 친환경 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 친환경 신재생 에너지라고 하면 대부분 태양열, 풍력을 이용한 에너지를 떠올린다. 하지만 태양광, 풍력보다 더 유망한 에너지원이 있다. 바로 ‘중력’이다. 이를 잘 활용만 한다면 우리가 필요한 에너지를 얻을 수 있다고 한다.

 

중력이 새로운 에너지원이 될 수 있다는 가능성을 보여준 첫 사례는 전기 공급 없이 밤을 밝힐 수 있는 램프가 발명되고 나서부터다. ‘그래비티 라이트’라는 이름의 LED 램프는 중력에 의해 빛을 낼 수 있도록 설계되었다. 

영국의 가전제품 디자이너인 짐 리브스와 마틴 리디포드는 아프리카를 방문했다가 등유 램프를 사용하는 주민의 모습을 보고 큰 충격을 받았다. 호흡기 질환을 유발하고 화재 사고 위험한데도 불구하고 주민들은 등유 램프를 계속 사용했다. 그로 인해 주민들은 자주 호흡기 질환을 앓았고 화재사고도 끊임없이 일어났다. 

이에 짐 리브스와 마틴 리디포드는 주민들의 고통을 조금이라도 덜어주기 위해 그동안 배웠던 경험과 지식을 통해 중력에너지로 작동하는 램프를 만들었다. 이 그래비티 라이트의 구조는 10kg 정도의 돌이나 모래로 채운 주머니가 줄을 잡아당기면 올라갔다가 줄을 놓으면 천천히 떨어지도록 설계되었다. 주머니가 천천히 떨어질 수 있도록 낙하하는 단계마다 톱니바퀴를 장착해 전기를 생산할 수 있도록 되어있다.

마틴 리디포는 “주머니가 높은 곳에서 낮은 곳으로 천천히 내려올 때 위치에너지가 운동에너지로 바뀌게 된다"라며 “운동에너지가 톱니바퀴를 움직일 때마다 전기를 생산하고, 이렇게 생산된 전기가 LED 램프에 전기를 공급하는 것”이라고 설명했다.
 
이렇게 그래비티 라이트는 줄을 몇 초만 당겼다 놓는 중력으로 약 20분 정도의 빛을 낼 수 있는 만큼 효율이 뛰어나다. 또한 그래비티 라이트를 설치할 수 있는 곳이면 어디든지 가능하고, 배터리도 필요하지 않기 때문에 즉시 사용이 가능한 장점을 갖고 있다. 특히 등유 램프처럼 연기도 나지 않아 실내에 설치되어 있어도 맑은 공기를 유지할 수 있는 것이 최대 장점이다. 이와 같이 저비용 고효율의 성능으로 그래비티 라이트는 현재 저소득 국가의 주민을 위한 정적 기술로 소개되고 있다. 그 외에도 재난재해 발생 시 자가발전 용도로 활용될 수 있을 것으로 보고 있다. 

최근 그래비티 라이트와 달리 중력의 에너지를 저장할 수 있는 중력에너지 저장 시스템의 기술이 공개되었다. 태양광 발전기를 통해 발전된 전기를 저장해서 필요할 때마다 사용할 수 있도록 에너지를 저장하는 장치 ESS가 필요한 것처럼 중력에너지도 결국 제때 사용하려면 또 다른 에너지 저장 장치가 필요하다. 미국 기업인 그래비티 파워는 지하에 대량 물을 저장해 거대한 피스톤을 상하로 움직여 에너지를 저장하는 시스템을 개발하고 있다. 이와 같은 중력에너지 저장 시스템은 리튬이온배터리를 이용한 시스템보다 경제적이지만 여전히 높은 비용의 문제를 해결해야 할 것으로 보인다.

저작권자 © 리서치페이퍼 무단전재 및 재배포 금지