토토사이트 잘못환전生物医疗工学部崔昌顺教授研究团队与韩国生产技术研究院纤维解决方案部门金时亨博士研究团队于8日表示，已开发出了在静止的纯水（deionized water）中可产生电力的基于碳纳米管（CNT）的可伸缩水伏电池（hydrovoltaic cell）。

现有基于水分的电能采集技术需要水的人工流动、浓度差、压力变化等作为必备条件。此外，器件本身多为非伸缩结构，在实际使用环境中存在性能容易下降的局限。尤其是，在静止的纯水中由于离子流动不足，电力产生在事实上几乎不可能。

为了克服这些局限，研究团队制备了在水中具有不同表面电荷特性的两种CNT纤维（疏水性与亲水性），并引入以双螺旋（double-helix）结构缠绕并固定（winding-locked）在弹性橡胶纤维上的新设计。在该结构中，两种CNT纤维与水接触时会产生非对称的电荷相互作用，即使没有额外流动或外部刺激也能形成电位差。

所开发的水伏电池仅需浸入静止的纯水中，即可持续产生约0.31 V的稳定电压与22.4 μA/cm²的电流，并在最大200%的伸长条件下也能在无输出变化的情况下运行，证明了其高耐久性与高伸缩性。此外，由于双螺旋固定结构， 确保了可直接应用于织物形态可穿戴平台的高机械耐久性。

研究团队将该电池缝制到普通棉手套上，成功在实际手指弯曲动作过程中稳定测量实时电压变化。更进一步，通过将多个水伏电池进行串·并联连接扩展输出电压与容量，并利用该能量成功直接驱动基于碳纳米管的旋转型人工肌肉。由此确认了未来向可穿戴电子设备、智能服装、自驱动软体机器人等多种应用领域扩展的可能性。

崔昌顺教授表示：“此次研究是首个不仅可仅凭静止的纯水实现电力产生，还能在伸长超过200%的纤维型结构中也能稳定运行的水伏平台。期待今后可作为在可穿戴设备、智能服装、软体机器人等多种领域使用的新型电源一体化纤维系统。”

此次研究在科学技术信息通信部与产业通商资源部、韩国研究财团、信息通信企划评价院的支持下进行，研究成果已于上月11月18日在线发表于自然（Nature）出版的国际知名学术期刊《npj flexible electronics（IF: 15.5）》。该论文《Fully Stretchable Hydrovoltaic Cells Based on Winding-Locked Double-Helical Carbon Nanotube Fibers》中，토토사이트 잘못환전孙元敬博士、李在明博士课程生作为第一作者，金时亨博士与崔昌顺教授作为通讯作者参与。