한기대 연구팀, 고효율 마찰대전 나노발전기 개발

높은 마찰 극성 낮은 전기 손실…위성항법장치 등 활용

▲(왼쪽부터)윤재욱 박사과정, 배진우 교수, 가줄라 프라사드 연구교수 ⓒ한국기술교육대학교

한국기술교육대학교 에너지신소재화학공학부 화학생명공학전공 연구팀이 최근 ‘고효율 마찰 대전나노발전기’를 개발했다.

이번 마찰 대전나노 발전기는 높은 마찰극성을 가지면서도 전기적 손실은 낮다.

마찰전기 나노발전기는 두 물체가 접촉 혹은 마찰 시 발생하는 대전현상을 이용해 역학적 에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 작은 규모의 장치를 의미한다.

배터리가 필요 없어 사물인터넷 센서나 웨어러블(wearable) 장치, 자가발전 전자소자 등 분야에 활용할 수 있지만 에너지 변환효율이 낮고 생산되는 전류가 미약하다.

연구팀은 고분자 나노복합 재료를 마찰 대전층으로 활용, 기계-전기 에너지 변환효율이 높으면서 전류의 손실도 최소화할 수 있는 마찰 대전 나노발전기를 구현하는 데 성공했다.

연구책임자인 배진우 교수는 “이번에 개발된 마찰 대전나노 발전기는 가볍고 유연하며, 전기 생산효율이 높아 GPS(Global Positioning System. 위성항법장치)와 같은 저전력 전자기기의 전원장치나, 초박막 터치센서로 활용이 가능할 것”이라고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단과 산업통상자원부 지원을 받았다.

가줄라 프라사드 연구교수(공동 제1저자), 윤재욱(박사과정, 공동 제1저자), 우인선·오승주(박사과정)이 참여하였다.

연구 성과는 국제적 학술지인 ‘나노에너지(Nano Energy)’에 1일 게재됐다.