옷 마찰력으로 전기 생산·공급까지 가능해진다…전기연 개발

박종환·양혜진 연구팀…국방·레저 분야 활용도 기대

한국전기연구원(KERI, 이하 전기연)은 미래 웨어러블 전자기기 분야에 새로운 패러다임을 제시할 ‘자가충전 전원공급 소자(부품)’ 관련 연구결과가 저명 국제학술지에 게재됐다고 7일 밝혔다.

전기연 나노융합연구센터 연구팀은 옷 등에서 발생하는 마찰력으로 전기를 스스로 생성하는 ‘나노발전기'(자가충전)와, 만들어진 전기를 저장해 웨어러블 전자기기에 공급해주는 ‘마이크로 슈퍼커패시터'(전원공급)가 통합된 기술을 개발했다.

완전히 신축(伸縮, expansion and contraction) 가능한 나노발전기의 경우 기존에 개발된 적이 있지만, 안정적인 마이크로 슈퍼커패시터 기능까지 갖춘 통합 신축 소자는 나온 적이 없다고 전기연은 설명했다.

전기연은 10여년 이상 축적해온 나노융합 기술을 기반으로 우수한 전기전도성·물성을 지닌 ‘단일벽 탄소나노튜브’를 신축성 있는 ‘고분자'(폴리머, polymer)와 효과적으로 섞는 방식을 활용했다.

그 결과 개발된 소자는 모든 방향으로 신축이 가능할 뿐만 아니라 전기연 자체 성능 테스트 결과 1만회 이상 사용해도 견딜 정도로 내구성도 뛰어났다.

향후 국방·레저 등 분야에서 활용도가 높을 것으로도 전기연은 기대했다.

해당 소자를 적용하면 군복·군화·군모·전투용 배낭 등에서 발생하는 마찰력으로 전기를 생산할 수 있다.

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

자가충전 전원공급 소자 관련 연구결과를 담은 논문은 최근 재료분야 저널인용지표(JCR) 상위 4.6%인 ‘나노 에너지'(Nano Energy)에 게재됐다.

박종환 책임연구원은 “마찰력으로 인한 전기의 생산부터 저장, 공급까지 통합적으로 수행할 수 있는 소자를 완전 신축형으로 제작한 세계 최초의 성과”라며 “소자의 효율성과 성능을 더 높여 차세대 웨어러블 전자기기의 경량화·휴대성 향상에도 기여할 수 있도록 꾸준히 연구하겠다”고 말했다.

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