표준연, 메타물질로 전력 생산량 늘린 에너지 하베스팅 기술 개발

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메타 에너지 하베스팅 시스템 모식도
<메타 에너지 하베스팅 시스템 모식도>

국내 연구진이 메타물질 기반 에너지 하베스팅 기술로 밀리와트(㎽)급 전력을 생산하는데 성공했다.

한국표준과학연구원(원장 박상열)은 김미소 안전측정센터 박사팀이 윤병동 서울대 교수팀과 함께 자연계에 없는 특성을 구현한 메타물질로 '메타 에너지 하베스팅' 시스템을 만들어 1.6㎽ 전력 생산에 성공했다고 14일 밝혔다.

에너지 하베스팅은 버려지는 에너지를 모아 전기에너지로 전환해 사용하는 기술이다. 소리, 진동, 초음파와 같이 어디서든 흔히 발생하는 기계 에너지도 주요 공급원이다. 그러나 기계 에너지 하베스팅은 생산 전력량이 부족해 응용분야가 제한적이다. 압전소자와 같은 변환 장치를 에너지가 발생하는 수많은 위치에 설치해야 한다는 점도 걸림돌이었다.

연구팀은 에너지를 많이 집속하는 메타물질인 '음향양자결정' 구조를 개발해 하베스팅에 접목했다.

음향양자결정은 여러 곳에서 받아들인 에너지를 한 곳으로 최대한 모아 배출되지 않도록 묶어두는 역할을 한다. 이를 활용한 결과 기존보다 22배가 넘는 고효율 전기 생산에 성공했다.

연구팀은 이 기술을 사물인터넷(IoT) 센서 전기 공급에 활용할 수 있다고 설명했다. 매번 배터리를 교체하거나 태양광 등 기상조건에 의존하지 않아도 전기를 안정되게 공급할 수 있다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com