KAIST·기계연, 친환경 소자로 해양 모니터링 기술 개발

재활용 가능한 나노 발전기로 바다 상태 확인

해양 모니터링을 위한 친환경 해양 에너지 수확 소자 재활용 개념도. 자료=KAIST 제공

한국과학기술원(KAIST)은 박인규·오일권 기계공학과 교수와 정준호 한국기계연구원 박사 공동연구팀이 차세대 친환경 에너지 발전 소자를 통한 해양 모니터링 기술을 개발했다고 20일 밝혔다.

마찰전기 나노발전기(TENG)는 버려지는 기계적 에너지를 전기 형태로 수확하는 친환경 재생에너지 소자다. 이는 화석 연료 사용을 감소하는 데 도움이 되지만, 수많은 전자 폐기물을 발생시켜 또 다른 환경 문제를 일으킬 수 있다. 그동안 이를 해결하기 위한 연구가 진행됐지만 전극 부분의 재사용은 불가능하다는 한계가 있었다.

공동 연구팀은 나노구조체 설계로 소자 전체 재활용이 가능한 것은 물론, 해양 환경에서 고성능·고안정성을 나타내는 친환경 TENG을 개발하는 데 성공했다.

연구팀이 개발한 마찰전기 나노발전기를 이용하면, 친환경 바다 에너지를 효율적으로 수확하고, 폐기 과정에서 환경 오염 없이 친환경적으로 소자를 재활용할 수 있다.

연구팀은 수확된 해양 에너지를 통해 배터리를 충전하고, 바다 상태(산도, 염도, 온도, 오일 유출)와 응급 상황 모니터링에 사용되는 무선 통신 모듈을 구동했다.

공동 연구팀은 "범지구적 에너지 문제를 해결할 수 있을 것"이라며 "추후 바다 에너지를 넘어 친환경 풍력에너지 수확에도 활용될 것"이라고 말했다.

KAIST 기계공학과 안준성·김지석 박사과정이 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 '어드밴스드 에너지 머터리얼즈' 지난달 온라인판에 게재됐다.