광운대 박재영 교수, 고출력 하이브리드 에너지 수확 소자 기술 개발
권태혁 기자2020.04.01 10:32
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연구팀이 개발한 하이브리드 에너지 수확 소자는 자속 집중재를 이용한 고출력 전자기 에너지 수확 소자와 나노와이어·나노파이버 표면 개질을 통해 출력이 향상된 마찰전기 에너지 수확 소자를 결합하는 구조다.
이를 통해 스마트폰이나 스마트 밴드 등 웨어러블 스마트 기기에 전원으로 활용 가능할 정도의 전기를 생산한다.
최근 과학 기술의 발전과 더불어 피트니스·헬스케어 모니터링과 같은 다기능 휴대용·웨어러블 스마트전자기기가 일상생활에서 많이 사용된다. 또한 사물인터넷(IoT)의 발달로 센서의 사용 빈도도 높아졌다.
최근 과학 기술의 발전과 더불어 피트니스·헬스케어 모니터링과 같은 다기능 휴대용·웨어러블 스마트전자기기가 일상생활에서 많이 사용된다. 또한 사물인터넷(IoT)의 발달로 센서의 사용 빈도도 높아졌다.
이런 스마트 전자기기와 센서들은 소형, 경량, 이동성, 내구성을 갖춘 전원 공급원이 꼭 필요하다. 교체·충전식 전기 화학 배터리는 전원 공급에 탁월하지만, 수명이 제한적이고 재충전과 교체가 어렵다. 배터리 폐기로 인한 환경 오염 유발이라는 단점도 있다.
하지만 인체 운동 에너지 기반의 친환경 에너지 수확 기술은 휴대용·웨어러블 전자기기를 위한 지속 가능한 전원으로 대체될 수 있다.
이와 관련, 박 교수 연구팀은 자속 집중재와 나노와이어-나노파이버 표면 개질을 통한 탄성 충격 기반 비공진형 고출력 하이브리드 에너지 수확 소자를 개발하는데 성공했다.
이와 관련, 박 교수 연구팀은 자속 집중재와 나노와이어-나노파이버 표면 개질을 통한 탄성 충격 기반 비공진형 고출력 하이브리드 에너지 수확 소자를 개발하는데 성공했다.
또한 이론과 실험적으로 하이브리드 에너지 수확 소자의 특성 및 성능을 규명하고 다양한 응용이 가능한 맞춤형 에너지 수확소자를 설계할 수 있게 됐다. 제작된 하이브리드 에너지 수확소자는 인체의 작은 움직임으로부터 1.5 kΩ의 부하저항에서 131.4 mW의 최대 전력을 얻었고 스마트 밴드 및 스마트폰을 충전하는데 성공했다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부의 바이오·의료기술개발사업(2017M3A9F1031270) 및 광운대 교내연구비 지원으로 이뤄졌다. 연구 결과는 세계 최고의 에너지 연구 전문저널인 WILEY 출판의 Advanced Energy Materials (IF: 24.884, JCR Rank: 1.7%) 2020년 3월 26일자 온라인 판에 게재됐으며 저널 Back Cover 이미지로 선정됐다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부의 바이오·의료기술개발사업(2017M3A9F1031270) 및 광운대 교내연구비 지원으로 이뤄졌다. 연구 결과는 세계 최고의 에너지 연구 전문저널인 WILEY 출판의 Advanced Energy Materials (IF: 24.884, JCR Rank: 1.7%) 2020년 3월 26일자 온라인 판에 게재됐으며 저널 Back Cover 이미지로 선정됐다.
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