박재영 광운대 교수(전자공학과) 연구팀이 일상생활의 움직임 같은 작은 진동에서 고출력의 전기를 쉽게 얻을 수 있는 친환경 하이브리드 에너지 수확 기술 개발에 성공했다. 

연구팀이 개발한 하이브리드 에너지 수확 소자는 연성 자속 집중재를 이용한 하나의 ‘고출력 전자기 에너지 수확 소자’와 나노구조 표면의 마찰대전 소재를 이용한 두 개의 ‘마찰전기 에너지 수확 소자’를 결합한 구조로 구성된다. 스마트폰이나 스마트밴드와 같은 웨어러블 스마트기기의 전원으로 활용 가능한 고출력 전기를 수확할 뿐만 아니라 전력 관리 회로, 저장소자, USB Type-C 포트까지 하나의 소형 모듈(사진)로 패키징 함으로써 다양한 응용 제품에 사용할 수 있다.

연구팀은 또한 이론과 실험으로 하이브리드 에너지 수확 소자의 특성과 성능을 규명하는 데 성공했다. 이로써 다양한 응용에 적합한 맞춤형 에너지 수확 소자를 설계할 수 있게 됐다. 연구팀이 개발한 초소형 범용 자가충전 전원 모듈은 일상생활에서 34.11mW DC 전력을 생산할 수 있으며 5.6 시간 내에 30mAh Li-Po 배터리를 완전히 충전하는 데 성공했다. 

연구팀은 이렇게 개발한 친환경 자가충전 전원 모듈로 스마트폰, 이어버드와 스마트밴드 충전을 성공적으로 시연했다. 또 수질 무선 모니터링 시스템과 자동차 내 환경(온도, 습도 및 압력) 무선 모니터링 시스템을 작동하는 데도 성공했다.

최근 피트니스·헬스케어 모니터링과 같은 다기능 휴대용·웨어러블 스마트 전자기기가 일상생활에 많이 사용되고 있어 소형, 경량, 이동성과 내구성을 동시에 갖춘 작은 진동 에너지 기반의 친환경 에너지 수확 기술이 더욱 주목받을 것으로 기대된다.

조준태 다른기사 보기