"전력없이 이산화탄소 실시간 측정"…KAIST, 시스템 개발

권경하 교수팀, 마찰전기 나노 발전기 개발

[대전=뉴시스] 카이스트(KAIST) 전기및전자공학부 권경하 교수팀이 미세 진동 수확을 통한 자가발전 무선 이산화탄소 모니터링 시스템을 개발했다. 장규림 석사과정(왼쪽), 권경하 교수. (사진=KAIST 제공) 2025.06.09. photo@newsis.com *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 전력공급 없이 이산화탄소(CO₂) 농도를 실시간 측정하고 무선으로 전송할 수 있는 시스템을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST·카이스트)은 전기및전자공학부 권경하 교수팀이 중앙대학교 류한준 교수팀과 주변의 미세 진동에너지를 수확해 이산화탄소 농도를 주기적으로 측정할 수 있는 자가발전형 무선 모니터링 시스템을 개발했다고 9일 밝혔다.

기후 변화와 지구온난화를 막기 위해서는 이산화탄소가 얼마나 배출되고 있는지를 정확히 파악하는 것이 핵심이다.

하지만 기존 이산화탄소 모니터링 시스템은 대부분 배터리나 유선 전원에 의존해 설치와 유지보수에서 제약이 따른다.

이번에 연구팀이 개발한 자가발전 무선 이산화탄소 모니터링 시스템은 산업장비나 배관에서 발생하는 진동(20~4000㎛ 진폭, 0-300㎐ 주파수 범위)을 전기로 바꾸는 '관성 구동 마찰전기 나노발전기(TENG)'가 핵심이다.

연구팀은 배터리 없이도 이산화탄소 농도를 주기적으로 측정하고 무선으로 전송할 수 있도록 했다.

연구팀은 4단 적층구조의 관성 구동 마찰전기 나노발전기(TENG)에 탄성 스프링을 결합, 미세 진동을 증폭시키고 공진현상을 유도해 13㎐, 0.56g의 가속도 조건에서 0.5㎽의 전력을 안정적으로 생산하는 데 성공했다.

생산된 전력은 이산화탄소 센서와 저전력 블루투스 통신 시스템을 구동하는 데 사용된다.

이번 연구 결과는 카이스트 석사과정 장규림 학생과 중앙대 석사과정 다니엘 마나예 티루네(Daniel Manaye Tiruneh) 학생이 공동 제 1저자로 국제 저명 학술지 '나노 에너지(Nano Energy)'에 지난 1일 게재됐다.

권 교수는 "이번 연구에서는 관성 구동 마찰전기 나노발전기에서 생성된 에너지를 바탕으로 주기적으로 이산화탄소 농도를 측정하고 무선으로 전송할 수 있는 자가발전 시스템을 구현했다"며 "향후 다양한 센서를 통합한 자가발전형 환경 모니터링 플랫폼의 기반 기술로 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

☞공감언론 뉴시스 kys0505@newsis.com