충전기 없이 셀프 충전 가능한 스마트 섬유 개발”

경상국립대 에너지공학과, 미시간 상해교통대와 공동연구
유연성과 우수한 용량 유지율 등 확보…국내 특허 출원 완료

경상국립대학교 에너지시스템공학과 이재연 학생, 안건형 교수, 미시간-상해교통대 조율재 교수(왼쪽부터)/경상국립대 제공

[더팩트ㅣ진주=이경구 기자]경상국립대학교는 융합기술공과대학 에너지공학과 안건형 교수팀이 충전기 없이 셀프 충전 가능한 스마트 섬유를 성공적으로 개발했다고 31일 밝혔다.

4차 산업혁명 시대에 정형화한 형태의 전자기기 틀에서 벗어나 각각의 전자기기가 하나로 연결되는 기술이 요구되고 있다. 이에 따라 활용에 제약이 없이 디자인할 수 있는 텍스타일 기반의 전자기기 기술이 주목받고 있다.

또 텍스타일을 이루는 섬유 기반 전자기기의 또다른 중요한 관심사는 충전기, 보조배터리 등 외부로부터 전력을 공급받는 것이 아니라 에너지 자립화 시스템을 구축하고 그 기능을 지속적으로 향상시키는 것이다.

따라서 에너지 자립화 시스템 실현을 위해 대표적으로 마찰전기 발전기와 에너지 저장시스템의 혼합화 연구가 진행됐다. 하지만 마찰 발전기에서 생성된 교류 전기를 에너지 저장시스템(슈퍼커패시터)에 충전하기 위해 직류 전기로 바꾸기 위한 정류기 및 외부회로가 필요하다는 단점이 있다.

안건형 교수팀이 개발한 기술은 정류기 및 외부회로 필요 없이 마찰 발전 전기를 이용해 슈퍼커패시터 전해질 내부의 전하를 유도하는 기술을 도입한 것이다.

또 에너지 충전 시간을 단축하기 위해 마찰전기 발전기의 표면을 플라즈마 공정을 통해 다공성 구조로 제어했다. 이 과정을 통해 충전기가 필요 없이 자체적으로 급속 에너지 충전이 가능한 스마트 섬유를 성공적으로 개발했다. 이 스마트 섬유는 접고, 뒤틀고, 꼬아도 높은 에너지 저장 유지 성능을 보였다.

이 연구는 경상국립대 에너지공학과와 세계적으로 저명한 미시간-상해교통대 조율재 교수와 공동연구로 얻은 결과물이다.

또한 수행한 연구는 경상국립대학교 기술비즈니스센터의 도움을 받아 국내 특허 출원을 진행하여 전문기술에 대한 지식재산권을 확보했다.

안건형 교수팀은 석사과정 이재연 씨가 제1저자로 참여한 ‘웨어러블 전자 제품을 위한 블록 섬유 규모에서 향상된 자발적 자체 충전 향상 연구'라는 제목으로 논문이 에너지 분야 세계적 학술지 '나노 에너지' 최신호에 게재됐다.

안건형 교수는 "이번 연구는 4차 산업혁명에서 요구하는 미래형 스마트 섬유에서 반드시 해결해야 할 핵심 기술을 개발한 것"이라며 "에너지 충천 효율을 높여 인체 부착형 전자기기 또는 지능형 로봇 등 차세대 산업 분야에 다양하게 적용할 수 있는 원천기술로 기술 발전 및 상용화를 위해 후속 연구를 할 계획"이라고 말했다.

hcmedia@tf.co.kr

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