<영구운동기관 연구 동향>
전 세계 영구운동기관의 연구동향을 살펴보면 현재 일반적으로 알고 있는 에너지 기관(화학 연료나 핵에너지 기관을 말함)을 제외한 새 로운 개념의 에너지 기관을 보면 주로 네가지 종류의 에너지 기관으로 나뉜다.
1. 물질의 내폭운동(implosion)을 이용한 영구운동기관
2. 영구자석을 이용한 기계운동 타입의 영구운동기관
3. 전자기적인 회전 현상을 이용한 영구운동기관
4. 연료전지나 상온 핵융합 방식의 화학적인 형태의 폐기물이 없는 순환 사이클기관
첫번째 타입은 <빅터샤우버거>의 내폭이론(implosion)을 이용한 것으로 물질의 운동을 <원심형 원추운동>으로 유도하여 자연스럽게 에너지를 발생시키는 방법으로 이런 장치의 특징은 엔진가동시 물이나 공기의 정화작용이 일어난다는 것이다. 빅터샤우버거의 "송어엔진"이 대표적인 장치이다.
두번째 타입의 경우 기본적인 공통점은 영구자석을 사용한다는 것이 있으며, 매스컴이나 미국등지의 특허를 받은 것들이 5가지 정도가 된다. 자석이 서로 끌어당기거나 밀어내는 성질과 자석이 철을 끌어당기는 성질을 이용하여 일종의 영구기관 즉, 무한동력장치를 만들 수 있지않을까하는 발상이 실제로 오랫동안 지속되어져 왔음을 기록으로 볼 수 있다. 1954 년에는 미국의 바우만(Lee Bowman)이 최초로 영구자석모터의 제작에 성공하여 공개 시현하였다는 기록을 볼 수 있다. 그 이후 최근까지도 여러 종류의 영구자석모터(즉, 영구기관)들이 성공적 으로 개발되었다고 보고 있다. 순수하게 영구자석만을 사용하여 영구작동되는 자석모타가 현실적으로 실현가능하다면 여타의 다른 초효율장치와는 달리 입력전원이 전혀 사용되지 않으므로 효율성계산에 대한 논란이 없이 신기술의 새로운 에너지개념을 검증확인하기에 가장 적합하다. 최근까지 보고되고있는 이러한 유형의 장치들의 대부분은 순수한 영구자석모타를 변형하여 영구 자석만을 사용하지 않고 전자석을 함께 사용함으로써 고속 회전자장 효과까지를 이용할 수 있는 장치들이 많이 소개되고 있다. 이들 장치들은 전자석을 작동시키기 위한 입력전원이 필요하지만 전체적으로 입력보다 큰 출력이 발생한다고 보고되고 있다. 이러한 유형의 장치들을 순수한 영구자석모타와 분리하여 호칭한다면 초효율의 전기모터라고 표현할 수 있을 것이다. 단순히 이러한 초효율발생을 넘어서서, 출력의 일부분을 다시 입력전원으로 피드백시켜 완벽하게 영구작동하는 무한동력장치들도 개발되고있는 것으로 소개되고있다.
자석을 이용한 초효율 장치중 대표 적인 것들은 다음과 같다.
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1) Reidar Finsrud (노르웨이) 영구자석과 강철구를 이용하여 무한히 운동이 계속되는 장치를 개발하여 두달동안 작동상황을 계 속 공개하였다. 그 현황을 96년 봄 노르웨이 TV2에 방영되었다. 영구자석모타의 가장 단순한 형 태로서 검증대상으로 매우 적합하므로 실상 확인이 필요하다고 보인다. 2) Howard Johnson(미국) 영구자석모타로 가장 먼저 알려진 대표적 발명가로서, 1979년 특허 (USP 4,151,431)를 취득하였 다. 초기의 장치는 영구작동하기는 하지만 실용성이 미흡하여 계속 개선한 결과 최근에는 경제성 까지 갖추어졌다고 알려져 있다. 3) Troy Reed (미국) 1990년 12월 15일에 리드는 그의 영구자석모터를 처음 공개시현하였다. 이때의 장치작동상황과 미국 TV의 뉴스라인(미국 TV채널 2 Night Cast News와 Oklahoma, Tulsa의 KOTV 6번)에서 소개한 화면 및 1991년 3월 1일에 공개시현한 내용이 비디오로 편집되어 있다. 이 비디오 영상자 료가 보여 주는 리드의 첫번째 프로토타입 자석모터의 전체외형은 약 5 피트 정도이며 500파운드 무게의 장치이다. 이 장치에 일반적인 제너레이터를 부착시켜 공짜 전기출력을 500W(67V)정도 발생시키고 있다. 최근에 개선된 장치는 전체무게를 훨씬 가볍게 개량하였으며 거의 7kW의 전기 출력이 발생한다고 보고되고 있다. 현재 리드의 영구자석모터 장치는 미국특허국에 특허심사중에 있으므로 더욱 구체적인 정보를 밝힐 수 없고, 특허가 취득되는 즉시로 시제품판매를 시작하겠다 고 밝히고 있다. 4) Joseph Newman (미국) 뉴먼은 미국에서 오래동안 초효율에 대한 논쟁을 불러일으켰던 대표적 신기술 연구자이다. 그는 새로운 전자석 모터/발전기를 개발하여 1995년 8월 10일에 12시간동안 우물물을 퍼올리는 공개시 범을 가진 바 있으며, 이 시범에서 입력전원이 거의 소요되지 않았고 또한 장치자체도 전혀 가열 되지 않았다고 알려지고 있다. 본 과제의 일본출장중에 만난 키미요시라는 과학자의 말로는 자신 이 직접 미국에서 목격한 바로는 700%이상의 초효율이 확실하게 발생하더라고 하였다. 그러나 가장 최근인 1997년 5월 미국의 덴버에서 개최된 제4차 뉴에너지심포지움에서 본 과제의 연구원 이 직접 참석하여 목격한 공개시현에서는 성공적인 결과를 얻지 못하였다. 장치의 원리가 명확하 게 공개되어 있지 않으므로 진위여부를 단정짓기는 이르며, 추가적인 검증작업이 요구된다고 할 수 있다. 5) Barbara Hickox (미국) 새로운 전자석 모터/발전기로서 특허(USP 4,249,096)를 취득하였다. 기존의 전기발전기의 효율이 40%을 넘지못하는 것에 비하여 100%이상의 초효율로 전기가 발생한다고 하며, 1993년 Extraordinary Science Conference에서 공개시현되었다. 그러나 그 이후 후속되는 진척상황에 대 한 발표가 없으며, 본 과제에서도 직접 검증하지 못하였다. 6) Robert Adams (뉴질랜드) 초효율 전자석 모터/발전기 계열에서 현재 세계적으로 가장 주목받고있는 장치이며, 설계도면와 원리가 대부분 공개되어 호주의 B. McMurty와 뉴질랜드의 Group Reseach Inc. 등을 비롯한 많 은 사람들에 의해 재현연구가 실시되고 있다. 현재는 이 장치의 보급을 위한 회사가 설립되어 미 국의 C. Aspen이나 뉴질랜드 B. Cathie등의 연구가들이 함께 협력하고 있다. 최고 2,000%까지 초 효율이 발생하였는 다른 과학자들의 확인결과가 소개되었다. 7) 다카하시 야스노리 (일본) 일본의 발명가 타카하시는 자신만의 독창적인 방법에 의해 세계에서 가장 강력한 영구자석을 개 발하여 특허를 취득하였다. 그는 이 영구자석을 이용하여 혁신적인 몇가지 발명을 이루었는데 그 중의 하나가 영구자석모터 엔진이다. 그는 이 엔진을 기존의 스쿠터 오토바이에 설치하여 오토바 이를 달리게 하는데 성공하였다고 한다. 이 엔진을 설치한 오토바이는 시동을 걸때에만 12V의 전 기밧데리를 사용할 뿐, 일단 시동이 걸려서 자석모터 엔진이 가동되면 더 이상 어떠한 연료도 필 요없이 속도로 주행할 수 있다. 실제로 1995년 11월에 영국 런던에서 이 자석엔진 오토바이의 공 개주행시범이 행하여졌으며 시속 115km의 속도로 5시간 동안 주행하는 것을 지켜본 목격자들의 증언이 잡지에 소개되었다. 전기밧데리는 자석엔진을 시동걸 때에만 사용될 뿐이고, 그 후에는 오 히려 자석엔진이 스스로 회전하는 힘에 의해 오토바이가 달려갈 뿐만 아니라 자석엔진에 연결되 어 있는 발전기를 사용해 오토바이 헤드라이트를 켜는 전기출력까지 발생하는 것을 런던대학의 전기공학 교수인 라프톤(Michael Laughton)교수가 확인하여 증언담을 싣고 있다. 그러나 본 과제에서 간접적으로 확인해본 결과 미국의 캘리포니아에서 한 실험에서는 시속 30km 로 30분을 주행한 후 전지가 다 소모되고 운전이 중단되는 결과를 얻었다고 한다. 아직 이 장치 에 대한 진위여부는 단정짓기 어려우며, 최근 한국의 민간기업에 이에 관심을 가지고 접촉하고 있는 것으로 알려져 있다. 이 기업은 전문적인 측정장비를 사용하여 장치의 효율을 검증한 후 사 업 진행여부를 결정할 계획이다. 8) 가와이 데루오 (일본) 초효율을 나타내는 자석모터로 알려진 가와이 모터는 1993년 10월 20일 일본 후지 TV에서 방영 되었으며 1995년 7월 25일자로 미국특허를 획득하였다. (USP 5,436,518) 본 연구에서 발명자를 직접 방문하여 확인한 결과 아직 실제적인 초효율발생까지는 달성한 상태 가 아니며, 단지 영구자석만을 부착시킴으로서 모터의 효율이 상승되는 현상을 확인할 수 있었다. 발명자 자신도 이를 발전시키면 영구장치도 원리적으로 가능하다는 할 뿐 아직은 초효율을 주장 하지 않고 있었다. 자석자체가 과연 실제적인 에너지원이 될 수 있는지에 대한 논쟁은 또다른 문 제이므로 차치하고, 가와이 모터가 현실적으로는 아직 초효율장치가 아닌데 와전되고 있음을 알 수 있었다. 이처럼 이 분야의 정보가 매우 부정확하므로 실제 검증이 이루어 지기 전에는 진위를 판단할 수 없다는 것을 재삼 확인할 수 있었다. 9) 미나토 코헤이 (일본) 미나토는 1995년 영국특허를 위시하여 미국 등의 여러나라에 자신의 자석모터에 대한 특허를 등 록하였으며, 최근 CNN 정규 뉴스에서도 방영되었다. 정보에 의하면 미나토 모터는 초효율 장치 인 것으로 인정되고 있었으므로 본 과제의 일본출장에서 면담한 결과 발명자도 자신의 장치가 초 효율임을 주장하고 있었다. 그러나 연구기간중인 1997년 5월에 아주대학교에서 개최된 제1차 국 제 신과학심포지움에 장치와 함께 그를 초청하여 직접 장치를 검증해본 결과 초효율을 확인할 수 없었다. 이러한 결과에 대해 미나토 본인은 동의하지 않았으나 그가 전문교육을 받은 과학자가 아니어서 실제 정밀한 정량적 분석을 하지 못하였고 단지 정성적 심증만으로 초효율을 판단해 온 것으로 판단되었다. 입력이 필요없는 영구자석모타와는 달리 전자석을 사용하는 모터의 경우에는 입력에 대한 출력의 정밀한 측정이 이루어져야 하는데, 미나토의 경우에는 이러한 측정없이 발 명가 자신의 오류에 빠져있는 경우라고 판단되었다. 10) 배연수 (한국; 한마음에너지과학연구소) 대한 조계종 한마음선원의 대행스님이 후원하여 1994년에 설립된 한마음에너지과학연구소의 배연 수소장은 한국에서 현재 유일하게 초효율의 발전기장치를 실질적으로 개발하고있는 사람이다. 10여년간의 연구개발결과로서 현재 130%의 초효율 전기발전이 이루어지고있는 상태라고한다. 조만간 경제적으로 실용성이 있는 정도로 개발이 완료되면 일반에게 공개할 예정에 있으며 이러 한 신에너지장치개발분야에서 국내에서는 유일한 경우로서 특히 주목할만한 가치가 있을 것이다.
연도별로 살펴보면, 1979년 존슨(H.R.Jjhnson),켈리(D.A.Kelly)특허는
획득했으나 실용화 할 정도의 에너지를 생 산해 내지는 못함. |
* 위의 것들은 현재까지 수집된 자료에서만 나타난 것이고, 그외에도 많을 것으로 생각이 된다.
세번째 타입의 에너지 기관의 경우, 그 역사가 상당히 오래전으로 거슬러 올라간다. 초기의 연구자는 에디슨과 동시대에 직류발전기냐 교류발전기냐하는 전기 업계의 표준을 놓고 싸워서 자신의 교류발전기를 업계의 표준으로 정착 시킨 니콜라 테슬라이다. 우리에게 테슬라 코일로 알려져 있는 것이 공간에너지를 흡수하는 기관의 원형으로 비자성체 원통에 1차코일과 2차 코일을 감은 변압기의 일종으로 1차코일에 불꼿 방전 장치가 달려 있다는 것이 특징인데 여기에서 때때로 입력을 상회하는 출력이 관찰된다. 이후 테슬라의 연구결과를 바탕으로 미국의 전기기술자 헨리 모레이는 1940년대에 자신이 발명한 광석을 통해 공간에너지를 집적할 수 있는 기관을 만들었는데 최대 50KW의 전력을 발생시킬 수 있었다고 공개 실험을 통한 인증이 남아 있으나 자신이 발명한 광석의 제조 비법을 아들에게 전수하기 직전에 암살되었다.
현재까지 이 계통에서 잘 알려진 장치들은
| *스위스의 M-L 머신; 일명 테스타티카(TESTATIKA)라는 이름으로도 불리우는 이 무한동력 및 영구발전장치는 현재까지 알려지고 있는 여러 가지 공간에너지장치 중에서 가장 완벽하게 작동하고 있는 것이며, 많은 사람들에게 실제로 공개되어왔을 뿐만 아니라, 작동상황을 상세하게 영상으로 담은 비데오까지 제작 보급되어있다. 이 장치를 발명한 사람은 스위스의 폴 바우만(Paul Baumann)이라는 사람인데, 그는 스위스 베른 근교에 자리잡고있는 기독교신앙공동체마을인 메테르니타(Methernitha)라는 공동체마을의 지도자이며 공동체마을에서 사용되는 전기를 자체적으로 자급자족하기 위한 방법으로서 1970년경에 이 무한동력장치를 최초로 발명하였다고 한다. *N 머신; 이것은 기본적인 골격이 1831년에 패러데이에 의해 발명된 단극유도 발전기로 새로운 것은 아니지만 최근 미국의 부르스 드팔마에 의해 N효과라 불리우는 것이 발견됨으로써 공간에너지 기관으로 관심을 불러 일으키고 있다. N효과는 금속판의 회전 속도를 높이면 회전에 필요한 기계적 에너지 증가율보다 회전에 의 해 일어나는 전기적 에너지 증가율이 더 커지는 상식적으로 이해하기 힘든 효과를 말한다. 1991년 미국의 쇼울더에 의해 특허를 받은 고밀도 전하를 이용한 에너지 변환 특허. 이것 은 유도 기전력이 입력에너지의 30배에 달하는 것으로 밝혀 졌다. *WIN방식 ; 미국의 램버트슨 박사에 의해 개발된 방식.이것은 모레이 기관과 비슷한 형태로 모레 이 광석에 해당하는 것을 세라믹과 금속의 반도체 샌드위치를 사용한다. 가장 최근의 주목을 끄는 장치로는 스위트의 삼극진공 증폭기. 이것은 모레이 기관과 가장 비슷한 현상을 보여주며 가장 재현성이 높은 것으로 알려져 있다. |
네번째 타입의 경우, 연료전지와 저온 핵융합 반응에 의한 것으로 싸이클 자체에 추가적인 에너지가 필요없이 계속적인 순환 싸이클을 통해 에너지를 발생시키는 종류이다. 연료 전지의 경우, 일반적으로 반응후에 생성된 물을 전기분해를 통해 산소와 수소로 분해 하는 데 많은 에너지가 든다는 단점이 있다. 그런데 이것을 물의 고유진동수와 비슷한 에너 지를 공급,물의 공진 현상을 유도 해서 극히 적은 에너지 소모로 물을 전기 분해하여 이것 을 연소반응의 에너지로 사용하거나 연료전지에서 사용하는 방식이다.상온 핵융합 방식은 연료전지와 비슷한 방식으로 우리가 알고 있는 고온의 핵융합 방식과 는 틀리다. 이것은 우리가 알고 있는 전기분해와 비슷한 반응으로 중수를 백금과 팔라듐 전 극으로 전기분해할 때, 중수소와 산소로 분해 되면서 일반적인 전기분해에서 발생하는 열을 훨씬 초과하는 열에너지를 발생시키는데 이 초과열 에너지가 팔라듐과 중수소간의 융합에서 일어난 열로 해석한 초기 실험자들의 가설에 의해서 상온 핵융합 반응으로 해석되었으나 고 온 핵융합에서 일어난 핵융합 과정 데이터와 맞지 않는다는 이유로 실험이 잘못되었다고 알 려졌으나 현재는 고온 핵융합과 상온 핵융합은 메커니즘이 다른 것으로 해석되고 있으며 초 기의 부정적 반응에서 벗어나, 전기 분해에 들어가는 에너지의 3배 이상이 되는 열을 발생 시킬 수 있느냐로 연구 방향이 발전하고 있다. 이것은 현재의 천연 가스를 이용한 열에너지 방식과 비교해서 경제성을 갖는 데 필요한 수치이기 때문이다. 현재 미국의 청정 에너지기술 주식회사(CETI)는 입력 전기 에너지의 1000배 정도되는 열량을 방출하는 전지를 개발한 것으로 알려져 있다.
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1995년 12월 17일에 영국의 채널 4TV애서는 "물로 달린다(It runs on water)"라는 제목으로 몇 가지의 물 연료화 개발상황을 1시간동안 취재 방영하였는데, 이 프로그램에서는 거의 실용화에 이른 물연료시스템을 다음의 세 가지 발명을 소개하고 있다. 1) 상온핵융합장치로서 패터슨파워 셀(Patterson Power Cell)장치 이 세 가지 발명은 물을 매체로 사용하여 경제적이면서도 무공해의 에너지원을 얻어내려는 최근 의 신기술현황을 대변하는 것들이며 또한 현재 새로운 난방장치로서의 실용화에 성공하고 있는 것들이라고 볼 수 잇다. 두 번째의 마이어 물자동차의 경우에는 브라운 가스시스템과 유사하지만 또 다른 방법 으로 물의 전기분해를 이용하고 있는 기술이다. 마이어의 설명에 의하면, 자신이 발명한 특수 전기분해장치에 의해 불로부터 이온화 수소와 산소가 발생되며 이 혼합기체를 연소시키면 강력한 폭발과 함께 다시 물이 생성된다. 따라서 기존의 자동차 엔진에 이장치를 부착시켜 약간만 개조하여 물을 연료로 사용하여 시속80킬로의 속도로 주해와는 시범을 여러 차례 보이고 있다. 여하간 마이어의 장치시스템도 브라운의 장치와 마찬가지로 물을 전기분해에 의해 수소와 산소가스 형태로 만들고 이것을 연소시키면서 다시 물로 되돌리는 과정을 이용하고 있으며 이 전체과정을 통 해 전기분해에 필요한 입력전기에너지 보다 훨씬 엄청난 양의 열에너지를 출력으로 발생시키고 있는 것이다. 세 번째로 소개된 그릭의 초음파 물펌프장치는 물을 화학적으로 분해하지 않고 단지 매체로만 사용하여 열에너지를 발생시키는 기술이다. 미국의 제임스 그릭(James Griggs)이 개발한 이 장치는 물을 고속으로 회전시키면 그것만으로 짧은 시간 안에 물을 데우는 기존 보일러 시스템에 비 하면 훨씬 청정기술이라고 전망된다. 뿐만 아니라 이 장치가 관심을 끈 또다른 이유는 물을 고속으로 회전시키지 위해 전기 모타에 입력되는 전기에너지보다도 물이 데워져서 발생하는 열에너지가 더 많다는 사실이 다. 온수인 경우에는 120％, 스팀인 경우에는 140％정도로 초효율을 보인다고 한다. 현재 대규모 스팀발생장치를 모 제지회사에 납품하려고 개발중이며 가격을 고려한 경 제성 문제 때문에 아직까지 난방장치로 시판하는 것은 고려하고 있지 않다고 한다. *브라운가스 : 물(H2O)을 전기분해하면 수소(H2)와 산소(O)로 나뉘는데, 이때 발생하는 가스를 억지로 분리하지 않고 자연스럽게 나두면 2개의 물분자(2*H2O)가 분해되어 두 개의 수소분자(2H2)와 한 개의 산소(02)로 이루어진 매우 특이한 가스(2H2O2)가 만들어진다. 이 가스를 발견자의 이름을 따서 브라운 가스로 부르며 브라운 가스는 자체적으로 산소를 함유하고 있기 때문에 연소시 따로 산소를 공급해줄 필요가 없으며 100% 연소함으로 어떠한 공해물질도 배출하지 않고 다시 물로 돌아간다. 또한 기존의 수소가스등과 다르게 폭발시 안쪽을 향해 모여드는 응폭(Implosion) 특징을 갖고 있다. |
마지막으로 앞서 말한 두 가지 방법 외에도 수소와 산소를 분해시키지 않고 즉 물로부 터 산소와 수소를 발생시킬 필요가 없이, 물에다가 약간의 전기만 가해주어도 물 자체로부 터 엄청난 열에너지가 발생한다면 ....이러한 꿈같은 이야기가 상온핵융합기술로서 현실화되 고 있다.
현재 상온핵융합이라고 불리는 이 꿈의 신기술은 신 에너지 기술의 제반 분야에서 확고 한 선두주자로서 자리잡아가고 있다. 약간 과장하여 간략히 소개한다면 다음과 같이 표현할 수도 있을 것이다. 차가운 겨울날 집안의 난방을 위하여 하루에 몇 리터씩이나 기름을 태 워야 할 필요 없이, 우리가 손전등에 사용하고 있는 조그만한 전기밧데리 하나만 사용하면 충분히 상온핵융합기술로 고안된 가정용 난방장치를 통해 하루종일 뜨거운 물은 계속 사용 할 수 있게된다. 혹은 대형의 상온 핵융합 스팀 발생장치를 통해 발전소를 가동시켜서 -당연히 기존의 화력 발전소나 원자력발전소는 필요가 없어진다-마을에 필요한 전기를 공급할 수 잇게되는데 이 때 원천적으로 상온 핵융합 발전소를 가동시키는 에너지는 대형의 밧데리 몇 개면 충분하 다....
현재 상온핵융합이 보여주는 신기술은 두 가지 측면을 동시에 보여주고 있다.
그 첫 번째가 말 그대로 상온에서도 핵융합반응이 가능하다는 것이다(유해한 방사능 등 이 전혀 발생하지 않으면서도 ...). 이러한 상온행융합 개발장치중에서 패터슨 파워셀이 가장 상용화에 앞서가고 있는데 최근의 소식에 의하면 98년 이내에 아마도 난방장치로서 시제품 이 나올 예정이라고 한다. 상온핵융합시스템에서는 물은 전기 분해시킬 때 특수한 전극시스템을 사용하여 물의 전 기분해에 필요한 전기에너지보다 더 큰 열에너지가 출력으로 발생한다. 따라서 패터슨파워 셀은 간략히 말해, 물을 전기 분해시키는 특수한 전기분해장치에 다름 아니라고 설명할 수 있는데 이때 전기에너지(예를 들어 4V짜리 건전지)보다 거의 1000개 가량의 열에너지가 발 생하고 있는 것이다. 따라서 이 열에너지는 난방용이나 또는 발전용으로 이용될 수 있다.
