몸에서 전기 생산한다…새 플렉서블 압전발전소자 개발

몸에서 전기 생산한다…새 플렉서블 압전발전소자 개발

경남과기대·성균관대 연구팀, 세계 최초 상용화 가능 기술




(진주=연합뉴스) 지성호 기자 = 미세진동이나 인간의 움직임만으로 전기를 만들 수 있는 새로운 플렉서블 압전발전소자가 개발됐다.

경남과학기술대학교 에너지공학과 박귀일 교수 연구팀은 고효율 압전나노 소재를 얇고 부드러운 플라스틱 기판에 코팅해 플라스틱이 휘어질 때마다 전기를 생산하는 플렉서블 압전발전소자를 개발했다고 14일 밝혔다.

플렉서블 압전발전소자는 얇고 유연해 인체에 부착할 수 있어 신체 움직임, 눈 깜빡임 등과 같은 미세한 움직임도 전기에너지로 변환할 만큼 민감도가 높다.

이런 특성으로 플렉서블 압전발전소자는 언제 어디서나 전력원으로 사용할 수 있는 웨어러블 자가발전 에너지 생성소자로 알려졌다.

기존 보고된 플렉서블 압전발전소자 기술은 최소 600도 이상 고온에서 열처리하고, 플라스틱 기판에 전사하는 등 복잡한 공정을 거쳐야 해 시간이 오래 걸리는 데다 비용도 고가여서 상용화하기에 부적합하다는 지적을 받아왔다.

이번에 개발한 플렉서블 압전발전소자는 이런 단점을 없앤 것이다.

연구팀은 고온·전사공정 없이 잉크젯 프린팅 기술을 사용해 150 nm(나노미터)의 아주 작은 압전입자가 섞인 잉크와 유기물을 플라스틱 기판에 차례로 코팅해 만들었다.

연구 과정에 플라스틱 기판이 구부러질 때마다 약 7V의 전압과 3μA의 전류가 생성되는 것으로 나타났다.

이번 연구는 한국연구재단이 주관하는 신진연구자지원사업 등의 지원으로 성균관대학교 김종희 박사와 함께 수행했다.

이 기술은 에너지 분야 세계적 학술지인 '나노 에너지(Nano Energy)' 11월호에 게재됐다.

박 교수는 "고온·전사 공정 없이 잉크젯 프린팅 기술로 플렉서블 압전발전소자를 개발한 것은 세계 최초이며 기존 기술의 한계를 극복했다"라고 말했다.

그는 "잉크젯 프린팅 기술은 원하는 형태로 특정 영역에 코팅할 수 있어 플렉서블 압전발전소자 분야뿐 아니라 플렉서블 반도체, 배터리와 센서 등 분야에도 적용할 수 있다"고 소개했다.

shchi@yna.co.kr

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