재료연-KAIST, IoT 구동가능 전력 생산하는 유연발전 소자 개발

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재료연구소와 KAIST가 공동개발한 유연소자.
<재료연구소와 KAIST가 공동개발한 유연소자.>

국내 연구진이 사람의 움직이는 동작을 전기에너지로 변환해 사물터넷(IoT) 소자의 전원으로 사용할 수 있는 기술을 개발했다.

재료연구소는 류정호 분말·세라믹연구본부 책임연구원과 이건재 KAIST 신소재공학과 교수팀이 공동으로 유연성 에너지 발전 소자를 개발했다고 17일 밝혔다.

연구결과를 바탕으로 연구진은 사물인터넷 무선센서 네트워크를 대상으로 시연에도 성공했다.

이 기술은 재료연구소`상온진공 과립분사 세라믹 코팅 기술`과 KAIST`세라믹 필름의 전사공정 및 유연성 에너지 발전소자 설계·제조 기술`을 융합한 결과물이다.

이 기술로 제작한 에너지 하베스팅 소자
손가락이나 기타 관절과 같이 접히는 동작만으로 200볼트(V) 이상의 전압과 35 마이크로 암페어(μA)의 전력을 발생시킨다. 200개 이상의LED 점등은 물론 텍사스인스트루먼트사의 `TI430마이크로 컨트롤러`, 온도센서, `CC2500무선 통신 칩`으로 구성된사물인터넷 기술용 무선센서 네트워크 등을 구동하는데도 충분한 수준의 전력이 발생되는 것을 확인했다.

유연성 에너지 하베스팅 기술은 일상 속 인체의 움직임이나 심장 및 혈관 박동 등의 변화에 따라 전기를 발전한다. 그렇기 때문에 웨어러블 기기의 영구전원, 신체 내부에 삽입되어 신체 변화를 감지할 수 있는 생체 이식형 센서 등의 전력원으로 주목을 받아왔다.

재료연구소와 KAIST 연구결과가 어드밴스트 에너지 머터리얼스 표지 논문으로 게재됐다
<재료연구소와 KAIST 연구결과가 어드밴스트 에너지 머터리얼스 표지 논문으로 게재됐다>

국내 사물인터넷 시장 규모는 평균 29.2%의 증가율을 나타내고 있다. 2020년에는 22조8000억원을 상회할 것으로 전망된다.

연구결과는 어드밴스트 에너지 머터리얼스 최신호 표지논문으로 게재됐다.

류정호 박사는 “현재 연구단계에 머물러 있는 실제 사용 가능한 수준의 고성능을 가진 유연성 에너지 하베스터의 제조비용을 획기적으로 낮출 수 있다”며 “향후 저전력 센서·무선통신 소자들과의 접목으로인체 변화를 실시간으로 감지할 수 있을 것”이라고 말했다.

대전=박희범 과학기술 전문기자 hbpark@etnews.com