움직임과 압력으로 전기와 빛을 동시에 만들어내는 기술이 개발됐다.
대구경북과학기술원(DGIST) 로봇및기계전자공학과 김회준 교수 연구팀과 에너지환경연구부 정순문 박사 연구팀 그리고 남덴마크대학교 미시라 교수 연구팀은 전기와 빛을 동시에 생성하는 '자가발전센서'를 개발했다고 21일 밝혔다. 이 기술은 배터리가 필요없어 재난구조나 스포츠, 웨어러블 기기 등으로 다양하게 활용 가능하다.
기존에는 마찰전기 나노발전기(TENG)와 기계발광(ML)은 외부 전력없이 전기와 빛을 생성할 수 있다는 점에서 친환경 에너지 기술로 주목받았다. 그러나 기존 연구는 이 두 기술을 개별적으로 연구하거나 단순 결합하는데 그쳤다. 또 TENG의 전기출력 안정성과 ML 소재의 빛 지속시간 부족 등으로 실제 생활에 이 기술을 응용하는데는 한계가 있었다.
이에 연구팀은 나노발전기와 기계발광 기술을 하나로 통합했다. 이를 통해 별도의 배터리없이 움직임만으로 작동가능한 시스템을 구현하는데 성공하면서 기존의 기술 한계를 극복했다.
연구팀은 "고무와 같은 재질(PDMS;폴리디메틸실록산)에 빛을 내는 황화아연-구리(ZnS:Cu) 입자를 넣고, 은 나노선 기반 단일 전극 구조를 설계해 높은 효율성을 구현해냈다"며 "개발된 장치는 5000번 이상 반복해서 눌러도 성능이 저하되지 않고, 최대 60V 전압과 395nA 전류를 안정적으로 생성할 수 있다"고 밝혔다.
연구팀이 개발한 '자가발전센서'는 물속이나 어두운 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있다. 이는 웨어러블 안전장치, 스포츠 활동 모니터링, 구조신호장치 등 다양한 분야에 적용 가능하다는 뜻이다.
뿐만 아니라 빛을 이용해 SOS 신호를 보내는 등 재난구조나 심해작업 같은 긴급한 상황에서도 작동할 수 있다. 배터리가 필요없기 때문에 친환경적이고 지속가능성한 기술로도 볼 수 있다.
DGIST 로봇및기계전자공학과 김회준 교수는 "에너지 하베스팅 기술을 통해 환경에 미치는 영향을 줄이면서 긴급한 상황에서 실시간 신호를 보내는 기능까지 가능하다는 점에서 이 기술이 우리 삶을 더 안전하고 지속가능하게 만드는 데 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.
Copyright @ NEWSTREE All rights reserved.
