광운대, 비오는 날 우산으로 전력 생산하는 웨어러블 나노발전기 개발

박재영 광운대 교수(사진 왼쪽)와 살라우딘(Md. Salauddin) 박사

광운대는 박재영 전자공학과 교수 연구팀이 멕신·에코플렉서 복합 나노 신소재와 이를 코팅한 전도성 직물을 이용해 고출력 인체 친화형 마찰전기 나노발전기와 웨어러블 센서 응용기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

박 교수팀이 개발한 디바이스는 기존 나노발전기보다 우수한 신축성, 유연성, 방수 기능을 가졌다. 손목, 팔꿈치, 무릎 등에 착용이 가능하고 비, 바람 등 주변 자연환경으로부터 고출력 전기에너지를 수확할 수 있다. 다양한 휴대 및 웨어러블 기기, 산업에 친환경 전원기술과 센서기술로 폭 넓게 활용될 수 있을 것이라 기대된다.

학교 측에 따르면 지금까지 주로 사용되던 마찰전기 나노발전기는 물과 습기에 취약해 다양한 활용에 제한이 많았다. 박 교수팀은 필름 패키징 기술을 적용해 해결함으로써 우산, 우의, 신발 등 직물형 나노 발전기를 쉽게 부착해 일상 생활 및 자연환경에서도 고출력 전기 에너지를 생산하는데 성공했다.

제작된 나노 복합소재 기반 나노발전기는 에코플렉스 소재만으로 제작된 디바이스 보다 10배 높은 전압과 6배 높은 전류를 출력을 나타냈다. 4.5Hz 주파수와 8N의 힘의 세기 조건 및 4.5 MΩ의 부하저항에서 3.69 mW의 높은 전력과 9.24 W/m2의 높은 효율의 전력을 생산 할 수 있음을 실험을 통해 검증했다.

이 연구는 한국연구재단과 과학기술정보통신부 지원으로 수행됐다. 연구 결과는 세계적 에너지 연구 전문 저널인 독일 와일리 출판사(WILEY-VCH)의 어드벤스드 에너지 머티리얼즈에 게재됐다.

김명희기자 noprint@etnews.com