KERI, 옷 마찰력 통해 스스로 전기생산 기술 개발
KERI, 옷 마찰력 통해 스스로 전기생산 기술 개발
  • 황철성 기자
  • 승인 2021.10.07 22:45
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한국전기연구원 ‘자가충전 전원공급 소자’ 연구팀(왼쪽부터 정희진ㆍ박종환ㆍ양혜진 연구원).
한국전기연구원 ‘자가충전 전원공급 소자’ 연구팀(왼쪽부터 정희진ㆍ박종환ㆍ양혜진 연구원).

나노융합연구센터 박종환 박사 연구팀

‘자가충전 전원공급 소자’ 국제 학술지 게재

미래 웨어러블 전자기기 분야 새 패러다임

미래 웨어러블 전자기기 분야에 새로운 패러다임을 제시할 한국전기연구원(KERI)의 ‘자가충전 전원공급 소자’ 관련 연구결과가 국제 저명 학술지에 게재되면서 관심을 끌고있다.

KERI 나노융합연구센터 연구팀(박종환 책임연구원, 양혜진 연구원)은 옷 등에서 발생하는 마찰력을 이용해 전기를 스스로 생성하는 ‘나노발전기’(자가충전)와 만들어진 전기를 저장하고, 이를 웨어러블 전자기기에 공급해 주는 ‘마이크로 슈퍼 커패시터’(전원공급)가 통합된 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.

옷, 신발, 시계 등 다양한 형태로 몸에 착용이 가능한 웨어러블 전자기기는 외부 전력을 공급받아 배터리에 충전하여 사용하는 경우가 다수지만, 미래 사회에는 기기 자체가 전력원이 되어 전기를 스스로 생산하고 공급하는 방식이 더욱 주목받을 것으로 보고 있다.

KERI 연구팀은 10여 년 이상 축적해 온 나노융합 기술을 기반으로, 우수한 전기 전도성 및 물성을 가진 ‘단일벽탄소나노튜브’를 신축성 있는 ‘고분자(폴리머)’와 효과적으로 섞는 방식을 활용했고, 이를 통해 전류를 전달하는 ‘집전체’는 물론, 에너지를 저장하는 ‘전극’의 역할까지 동시에 수행할 수 있는 소자를 개발할 수 있었다.

해당 소자는 모든 방향으로 신축이 가능하고, 연구원 자체 성능 테스트 결과 1만 회 이상 사용해도 견딜 정도로 내구성도 매우 뛰어나다.

개발 기술은 국방ㆍ레저 등 분야에서 중요한 전력 공급원으로 활용될 것으로 예상된다.

특히 각종 전기ㆍ전자 장비의 사용이 필수적인 미래 전장에서는 군사용 휴대용 초경량 전지와 더불어, 극한 환경에서의 생존 등에 필요한 전기를 현장에서 직접 생산해 활용할 수 있는 기술이 필요하다.

이 경우, KERI 기술을 적용하면 군복 및 군화, 군모, 전투용 배낭 등에서 발생하는 마찰력으로 전기를 생산할 수 있다.

레저 분야에서도 등산복 등에 자가충전 전원공급 소자를 적용하면 긴급한 상황에서 손전등이나 스마트폰 충전의 전력원으로 요긴하게 활용할 수 있다.

해당 연구결과는 재료 분야 저널인용지표(JCR) 상위 4.6% 국제 저명 학술지인 ‘나노 에너지(Nano Energy, IF = 17.881)’에 논문이 게재되며 높은 기술 수준을 인정받았다.

KERI 박종환 박사는 “마찰력으로 인한 전기의 생산부터 저장 그리고 공급까지 통합적으로 수행할 수 있는 소자를 완전 신축형으로 제작한 세계 최초의 성과다”라며 “소자의 효율성과 성능을 더욱 높여 차세대 웨어러블 전자기기의 경량화 및 휴대성 향상에 크게 기여할 수 있도록 꾸준히 연구하겠다”고 전했다.


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