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(대전= 박주영 기자 = 한국과학기술원(KAIST) 서동화 교수팀은 싱가포르 난양공대 이석우 교수팀과 함께 출력과 전류 생성 시간을 획기적으로 높인 에너지 수확(하베스팅) 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.

에너지 하베스팅은 일상생활에서 버려지는 진동, 압력 등 에너지를 수확해 전기 에너지로 변환할 수 있는 기술이다.

압력을 전기로 변환하는 압전 소재나 마찰 전기를 이용한 발전은 순간적으로 높은 전력을 일으킬 수 있지만, 내부 저항이 높아 전류가 짧게 흐른다는 한계가 있다.

연구팀은 섞이지 않는 두 가지 액체 전해질의 전위차를 이용해 에너지를 효율적으로 수확하는 방법을 제안했다.

두 전해질에 담긴 전극을 번갈아 움직이며, 이온이 이동하면서 발생하는 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 기술이다.

액상의 전해질을 이용하기 때문에 내부 저항이 적어 기존 압전·마찰 방식보다 10배 높은 출력을 낼 수 있다.

이 방법으로 100초 동안 지속해 전류를 흐르게 하는 데 성공했다.

연구팀은 이 시스템을 직렬로 여러 개 연결해 출력 전압을 높이는 방법으로 계산기를 작동시킬 수 있을 정도인 935㎷(밀리볼트)의 전압을 달성했다.

서동화 교수는 "물리적 마모 없이 장시간 안정적으로 작동할 수 있어 저전압 기기나 자가 충전식 웨어러블 기기 등에 적용할 수 있다"고 말했다.

이동훈 난양공대 전자공학과 박사과정, 송유엽 KAIST 신소재공학과 박사과정 학생이 공동 제1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 지난 10월 19일 자 온라인판에 실렸다.

왼쪽부터 이석우 교수, 이동훈 박사과정, 서동화 교수, 송유엽 박사과정 [KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]