이건재 KAIST 교수팀, 효율 40배 높인 나노발전기 개발… 웨어러블에 활용 기대
바람과 진동, 소리 등의 미세한 에너지는 물론 심장박동, 근육수축 이완 등 사람 몸에서 발생하는 생체역학적 힘을 이용해 전기를 생산할 수 있는 나노발전기가 개발됐다. 몸에 붙이고 다니면 충전되는 웨어러블 전자기기와 심장박동기 등 몸 속에 넣는 기기의 전력원 등으로 널리 활용될 전망이다.
KAIST 신소재공학과 이건재 교수팀은 레이저 박리 전사기술과 유연한 압전박막 소재를 이용해 기존보다 40배 높은 효율을 갖는 나노발전기를 개발하는데 성공했다고 15일 밝혔다.
나노발전기는 나노 크기의 물질에 미세한 압력이나 구부러짐을 가할 때 전기가 발생하는 압전효과를 이용해 전기에너지를 생산하는 소자다.
그동안 나노발전기는 에너지 효율이 낮고 제작공정이 복잡해 상용화가 어려웠다. 이 교수팀은 고온에서 결정화된 고효율 압전박막물질을 레이저 박리기술을 이용해 딱딱한 기판 위에서 플라스틱 기판으로 옮겨 효율을 향상시키면서 대면적으로 양산할 수 있는 기술을 개발했다.
유연한 기판 위에 만들어진 나노발전기는 미세한 구부림에 의해 에너지(250볼트, 8㎂)를 생성해 105개의 LED를 작동시키는데 성공했다고 연구팀은 설명했다.
이 연구결과는 세계적 학술지 `어드밴스드 머티리얼스(23일자)' 표지논문으로 실렸다.
이 교수는 "이번에 개발된 나노발전기는 발전효율이 40배 높고 대량 양산이 가능한 레이저 박리 기술을 이용해 그동안 상용화를 막았던 저효율, 복합한 제조 공정을 해결한 기술이라는데 의미가 있다"고 말했다.
한편 이번 연구는 미래부 도약연구사업과 코오롱-KAIST 라이프스타일 이노베이션센터의 지원을 받아 진행됐다.
대전=이준기기자 bongchu@
KAIST 신소재공학과 이건재 교수팀은 레이저 박리 전사기술과 유연한 압전박막 소재를 이용해 기존보다 40배 높은 효율을 갖는 나노발전기를 개발하는데 성공했다고 15일 밝혔다.
나노발전기는 나노 크기의 물질에 미세한 압력이나 구부러짐을 가할 때 전기가 발생하는 압전효과를 이용해 전기에너지를 생산하는 소자다.
그동안 나노발전기는 에너지 효율이 낮고 제작공정이 복잡해 상용화가 어려웠다. 이 교수팀은 고온에서 결정화된 고효율 압전박막물질을 레이저 박리기술을 이용해 딱딱한 기판 위에서 플라스틱 기판으로 옮겨 효율을 향상시키면서 대면적으로 양산할 수 있는 기술을 개발했다.
유연한 기판 위에 만들어진 나노발전기는 미세한 구부림에 의해 에너지(250볼트, 8㎂)를 생성해 105개의 LED를 작동시키는데 성공했다고 연구팀은 설명했다.
이 연구결과는 세계적 학술지 `어드밴스드 머티리얼스(23일자)' 표지논문으로 실렸다.
이 교수는 "이번에 개발된 나노발전기는 발전효율이 40배 높고 대량 양산이 가능한 레이저 박리 기술을 이용해 그동안 상용화를 막았던 저효율, 복합한 제조 공정을 해결한 기술이라는데 의미가 있다"고 말했다.
한편 이번 연구는 미래부 도약연구사업과 코오롱-KAIST 라이프스타일 이노베이션센터의 지원을 받아 진행됐다.
대전=이준기기자 bongchu@
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