[탐구 人] 움직임을 전기 에너지로 바꾸는 나노발전기 개발한 김대원 박사 / YTN 사이언스

[앵커]
신체 움직임을 전기 에너지로 바꿔주는 발전기가 개발됐습니다.

LED 조명 240개를 동시에 켜고, 휴대전화용 배터리를 충전할 정도로 성능이 우수하다고 하는데요.

자세한 연구 내용, 오늘 '탐구 인'에서 알아보겠습니다.

연구에 참여한 카이스트 전기 및 전자공학부 김대원 박사와 함께합니다. 안녕하십니까?

최근 무선 충전기와 관련된 기술이 발전하면서 '에너지 수확 기술'에 대한 관심도 커지고 있다고 하는데요, 먼저 '에너지 수확 기술'이 무엇인지부터 설명해주시죠.

[인터뷰]
'에너지 수확 기술'은 주위에 흔하게 존재하지만 사용되지 못하고 버려지고 있는 다양한 에너지원들을 우리가 가장 많이 사용하는 전기 에너지로 변환시켜주는 기술입니다.

요즘은 모든 전자기기가 무선으로 연결되어있는 '사물인터넷 시대'라고 하죠. 사물인터넷에 사용되는 무선 센서와 같은 소형 전자기기들이 필요한 핵심 성능은 크기가 작고 오랜 시간 동안 동작이 가능해야 한다는 것입니다.

하지만 크기가 작아지면 기존에 전원으로 사용되는 배터리의 크기와 재충전의 문제가 생기게 되는데요, 시스템 전체에서 배터리의 비중이 점점 커지고 있으며, 특히 인체 내부나 환경 모니터링과 같은 재충전이 힘든 환경에서 사용할 경우에는 배터리를 대신할 수 있는 요소가 필요합니다. 그래서 주위에 존재하지만 사용되지 못하고 버려지는 다양한 에너지들을 전기 에너지로 변환 '에너지 수확 기술'이 필요한 것입니다.

다양한 형태의 에너지 중에서도 운동 에너지, 광 에너지, 열에너지가 가장 에너지 수확에 적합한 에너지들로 분류될 수 있는데요, 특히 운동 에너지는 인체의 움직임, 주위의 진동, 바람, 소리, 파도 등 다양한 형태로 어디서나 존재하며, 날씨나 환경에 크게 구애받지 않고 공급할 수 있습니다. 또 에너지의 양 자체가 크다는 장점이 있어서 매력적입니다.

기존의 운동 에너지 수확 장치는 전자기적 방식 또는 압전체를 이용해 제작했는데요, 전자기적 방식의 경우 대형 발전소 크기에는 적합한 구조를 가지지만, 무선 전자기기 충전용으로 소형화했을 때에는 에너지 변환 효율이 낮아서 출력 에너지를 높이기 힘들다는 문제점이 있습니다.

그리고 압전 방식의 경우 에너지 변환 효율이 더 높지만, 유전체 재료의 비싼 가격과 공정 과정에 수반되는 높은 온도 및 압력 때문에 실용화 제품으로의 발...

[YTN 사이언스 기사원문] http://www.ytnscience.co.kr/program/p...