한국원자력연구원은 원자력 발전소 등 산업 설비에서 발생하는 진동을 전기에너지로 변환하는 '압전 에너지 하베스터'의 출력 성능을 기존 대비 200% 향상하는 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.

원자력연 이경자 박사 연구팀 등은 연구원이 자체 개발한, 납을 사용하지 않은 친환경 고성능 압전소재를 열·화학적 안정성이 우수하면서 유연한 폴리이미드(polyimide) 소재와 함께 사용해 압전 복합체 하베스터 소자를 직접 제작했다.

이어 소자에 감마선을 특정 조건으로 쬐면 복합체의 고분자 사슬 구조를 끊고 보다 촘촘하게 변화한다는 사실을 확인했다.

그 결과 진동이 압전 소자에 얼마나 잘 전달되는지를 나타내는 '응력 전달 효율'이 크게 향상됐고, 동시에 같은 힘이 가해졌을 때 생성되는 전압의 크기를 나타내는 '압전 전압 상수'도 증가했다.

감마선을 쬐기 전보다 소자의 출력 성능은 전압 약 240%, 전류 약 200% 증가했다고 연구팀은 설명했다.

이경자 박사는 "그동안 명확히 밝혀지지 않았던 감마선 조사(쬠)로 에너지 하베스터의 성능을 향상하는 원리를 세계 최초로 규명했다"며 "에너지 하베스터 소자의 구조나 설계를 변경하지 않고 사후공정만으로 출력 성능을 획기적으로 향상할 수 있다는 점에서 산업적 활용 가능성이 높다"고 말했다.

관련 기술은 지난 1월 국내 특허 등록을 완료했다.