책상이나 바닥처럼 넓은 평면 공간 어디에서도 무선으로 전자기기를 충전할 수 있는 기술이 개발됐다.변영재 UNIST(울산과학기술원) 전기전자컴퓨터공학부 교수 연구팀은 여러 개의 전자기기를 자유롭게 배치해 무선 충전할 수 있고, 충전 면적도 넓힌 ‘대면적 자율배치 무선충전 기술’을 개발하는 데 성공했다고 28일 발표했다.
기존의 무선 충전 기술은 공기를 이용해 전력을 주고받는 자기장 신호를 전달해 충전한다. 하지만 공기는 자기장을 가로막는 자기저항 성질이 커 거리가 멀어질수록 자기장 세기가 급격히 떨어진다. 전자기기와 무선충전기의 배치가 조금이라도 어긋나거나 거리가 멀어지면 충전 효율이 급격히 떨어지거나 충전이 중단된다.
변 교수 연구팀은 이런 한계를 극복하기 위해 자기장 신호를 보내는 매개체(매질)를 자성을 지닌 물질인 ‘페라이트’로 바꿨다. 산화철계 세라믹인 페라이트는 자기저항이 공기의 1000분의 1에 불과해 전송 효율이 훨씬 크고 거리가 멀어져도 손실이 적다. 자기장이 공기로 전달될 때는 자기장을 가로막는 성질이 크지만, 페라이트를 사용하면 저항이 적어 전력이 잘 전달된다.
연구팀은 실험과 시뮬레이션을 통해 실제로 이 무선충전시스템이 기존 방식보다 훨씬 효율적으로 충전할 수 있고 인체에 유해할 수 있는 자기장과 전기장 노출도 국제기준 이하로 낮다는 사실을 확인했다.
공동 1저자인 조현경 UNIST 연구원은 “새로운 무선충전시스템은 충분히 실현 가능하지만 페라이트가 무겁고 가격이 비싸다는 게 한계”라며 “페라이트를 대체할 물질을 찾고 있다”고 설명했다. 변 교수는 “사물인터넷(IoT) 시대의 견인차가 될 것”이라고 강조했다.
울산=하인식 기자 hais@hankyung.com
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