한국기술교육대 연구팀, '고효율 마찰대전 나노발전기 개발'

배진우 교수(가운데)와 연구팀원들 [한국기술교육대 제공. 재판매 및 DB 금지]

(천안=연합뉴스) 유의주 기자 = 한국기술교육대는 배진우 교수 연구팀이 탄소 나노 필러를 표면처리해 유연하고 신축성 있는 고분자에 도입한 '고효율 고분자 나노복합소재 기반 마찰대전 나노발전기'(TENG)를 개발했다고 24일 밝혔다.

이 연구는 일상생활에서 버려지는 자투리 에너지를 높은 효율로 수확해 전원으로 활용할 획기적인 방식을 채택한 것으로 다양한 분야에 응용될 전망이다.

마찰대전 나노발전기는 서로 다른 두 물체가 접촉하고 분리될 때 만들어지는 양전하와 음전하의 이동 현상을 이용해 전기를 생산하는 에너지 변환 장치다.

충전이나 배터리 없이 자가발전이 가능해 사물인터넷 센서나 웨어러블 디바이스, 헬스 모니터링 센서, 자가발전 전자소자 등 다양한 분야에 활용할 수 있다.

하지만 낮은 기계-전기 에너지 변환 효율과 상대적으로 낮은 전력밀도를 가지고 있어 상업화에 어려움을 겪고 있다.

이에 연구팀은 두 개의 마찰층에 각각 양전하와 음전하를 띠도록 탄소 나노 필러를 표면처리해 높은 기계-전기 에너지 변환 효율과 전력밀도를 가지며 고분자 소재의 부드럽고 잘 늘어나는 특성을 활용한 고성능 나노발전기를 처음으로 개발했다.

이번에 성공한 연구성과는 전원이 공급되지 않는 플렉서블·웨어러블 디바이스, 전자 피부, 의료용 센서 등 차세대 사물인터넷 디바이스나 첨단 센서 분야 등에 적용이 가능할 것으로 기대된다.

연구결과는 화학공학 분야 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널' 온라인판에 지난 6월 23일 게재됐다.

yej@yna.co.kr

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