한기대 연구진, 자가발전 가능한 마찰대전 나노발전기 개발

(왼쪽부터)한기대 윤재욱 박사과정, 배진우 교수, 가줄라 프라사드 연구교수. 사진=한기대 제공

[천안]한국기술교육대학교 배진우 교수와 가줄라 프라사드 연구교수, 윤재욱 박사과정으로 구성된 연구팀이 자가발전이 가능한 나노복합소재 기반 마찰대전 나노발전기(TENG)를 개발했다고 24일 밝혔다.

연구팀에 따르면 마찰대전 나노발전기는 서로 다른 두 물체가 접촉하고 분리될 때 만들어지는 양(+)전하와 음(-)전하의 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. 그러나 나노발전기는 낮은 에너지 변환 효율과 상대적으로 낮은 전력밀도로 상업화에 어려움이 있었다.

연구팀은 두 개의 마찰층에 양전하와 음전하를 띠도록 탄소 나노 필러를 표면처리해 높은 기계-전기 에너지 변환 효율과 전력밀도를 갖도록 했다. 이 나노발전기는 전원이 공급되지 않는 플렉서블·웨어러블 디바이스, 전자 피부, 의료용 센서 등의 차세대 사물인터넷 디바이스 및 첨단 센서 분야 등에 적용이 가능할 것으로 기대하고 있다.

연구성과는 화학공학 분야 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널 (Chemical Engineering Journal)'온라인판에 지난 6월 23일 게재됐다.