한국기술교육대학교(총장 유길상) 화학생명공학전공 배진우 교수 연구팀이 실크 소재와 기능성 나노소재를 결합해 스스로 전기를 생산하는 마찰전기 나노발전기(TENG)와 무전원 센서 기술을 선보였다.
최근 사물인터넷(IoT) 센서 보급이 확대되면서 외부 전력 공급 없이도 작동할 수 있는 자가발전 기술이 주목받고 있다.
연구팀은 그래핀 산화물에 특수한 기능기를 도입한 나노소재(DAP-GO)를 개발하고, 이를 실크 나노섬유와 결합해 전하 생성 능력은 높이고 소멸은 줄이는 데 성공했다.
이번에 개발된 소자는 370V의 전압과 9.7μA의 전류를 기록했으며, 실제 상용 리튬이온 코인셀 배터리를 충전하는 성과를 거뒀다.
이는 일상적인 기계적 에너지를 전기에너지로 변환해 저장할 수 있는 실용적 자가발전 시스템의 가능성을 입증한 것이다.
또한 연구팀은 이 기술을 활용해 신체 부착 없이도 움직임을 감지하는 비접촉 모션 센서를 구현했다.
주변 전기장 변화를 감지해 걷기나 달리기, 낙상 등 다양한 동작을 구분할 수 있어 스마트 보안 및 실내 활동 모니터링 분야에 폭넓게 활용될 전망이다.
배진우 교수는 “주변의 물리적 변화를 에너지로 바꿔 저장하고, 이를 센서 시스템에 활용할 수 있는 기술을 제시했다는 점에 의미가 있다”며 “향후 비접촉 보안 시스템 등 다양한 IoT 응용 분야에 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다.
한편, 이번 연구는 과기정통부와 교육부의 지원을 받아 수행됐으며, 국제 학술지 ‘어드밴스드 컴포지트 앤 하이브리드 머티리얼즈(Advanced Composites and Hybrid Materials)’에 게재되었다.
최근 사물인터넷(IoT) 센서 보급이 확대되면서 외부 전력 공급 없이도 작동할 수 있는 자가발전 기술이 주목받고 있다.
연구팀은 그래핀 산화물에 특수한 기능기를 도입한 나노소재(DAP-GO)를 개발하고, 이를 실크 나노섬유와 결합해 전하 생성 능력은 높이고 소멸은 줄이는 데 성공했다.
이번에 개발된 소자는 370V의 전압과 9.7μA의 전류를 기록했으며, 실제 상용 리튬이온 코인셀 배터리를 충전하는 성과를 거뒀다.
이는 일상적인 기계적 에너지를 전기에너지로 변환해 저장할 수 있는 실용적 자가발전 시스템의 가능성을 입증한 것이다.
또한 연구팀은 이 기술을 활용해 신체 부착 없이도 움직임을 감지하는 비접촉 모션 센서를 구현했다.
주변 전기장 변화를 감지해 걷기나 달리기, 낙상 등 다양한 동작을 구분할 수 있어 스마트 보안 및 실내 활동 모니터링 분야에 폭넓게 활용될 전망이다.
배진우 교수는 “주변의 물리적 변화를 에너지로 바꿔 저장하고, 이를 센서 시스템에 활용할 수 있는 기술을 제시했다는 점에 의미가 있다”며 “향후 비접촉 보안 시스템 등 다양한 IoT 응용 분야에 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다.
한편, 이번 연구는 과기정통부와 교육부의 지원을 받아 수행됐으며, 국제 학술지 ‘어드밴스드 컴포지트 앤 하이브리드 머티리얼즈(Advanced Composites and Hybrid Materials)’에 게재되었다.