전기차 달리면서 충전하는 시대 성큼...UNIST ‘무선 충전 트랙’ 개발

UNIST 전기전자공학과 변영재 교수팀이 개발한 무선 전력 전송 기술이 물류 로봇에 응용된 예시./UNIST

국내 연구진이 달리는 전기차에 무선으로 전력을 공급할 수 있는 기술을 개발했다. 충전소를 찾지 않아도 전기차를 충전할 수 있는 시대가 가까워진 것이다.

UNIST 전기전자공학과 변영재 교수팀은 이동 중인 차량에 끊김이 없이 전력을 공급하는 ‘무선 전력 공급 트랙’을 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘활용 에너지(Applied Energy)’ 최신호에 게재됐다.

연구팀은 일자 형태의 전자파 발생기에 전류를 흘려 근처에 원형의 자기장이 생기도록 하고, 자기장이 고리 형태의 전력 수신기를 통과하면서 전력이 무선으로 전달되는 방식의 트랙을 개발했다. 새롭게 개발된 트랙은 여러 가닥의 전선으로 전자파 발생기를 구성해 넓고 강한 자기장을 형성할 수 있다. 전기차나 로봇과 같은 전력 수신기가 전선의 수평 방향과 수직 방향으로 자유롭게 이동하면서도 충전이 가능한 것이다.

연구진은 전력 수신기인 강자성체 내부에 생기는 자기 손실을 억제하기 위해 인위적으로 공기층을 포함했다. 그 결과 전력 전달 효율을 90%까지 끌어올릴 수 있었다. 최적화된 전력 발생기와 수신기를 활용한 결과 회전 주행시 최저 효율 82%, 최고 효율 90%를 기록했다. 연구팀에 따르면 기존 기술은 강자성체를 사용해 효율을 높였으나 약한 내구성과 높은 가격이 문제가 돼 실생활 적용이 어려웠다.

연구팀은 “기술이 실생활에 적용될 수 있도록 전기전자공학자협회(IEEE)와 국제비전리복사보호위원회(ICNIRP) 표준 인증 등 인체 안전성 검증을 마쳤다”고 밝혔다. 제1저자 조현경 연구원은 “이 기술이 전기차에 적용되면 긴 충전 시간과 짧은 주행거리 문제를 해결할 수 있다”며 “배터리 양을 줄이면 리튬 등 자원 채취로 인한 공해를 줄일 수 있어 천연자원의 지속 가능한 사용도 가능하다”고 했다.