한기대 김병기 교수 연구팀, '배터리 없는 자가 충전 전력시스템 개발' 성공

김병기 교수.

한국기술교육대학교 메카트로닉스공학부 김병기 교수 연구팀이 제주대 목영선 교수 연구팀과 공동연구를 통해 '웨어러블 압전 나노발전기와 비대칭 슈퍼커패시터의 통합을 통해 배터리가 필요 없는 새로운 자가 충전 전력 시스템 개발'에 성공했다고 5일 밝혔다.

이번 연구는 재생 에너지를 이용해 자가 전력을 생산하고 공급하는 새로운 압전 복합재료를 설계하는데 큰 역할을 할 것으로 기대를 모으고 있다.

김교수 연구팀은 희토류 금속인 터븀 텅스텐을 2D 물질인 황화몰리브덴에 삽입(TbW@MoS2)한 복합재를 이용해 자가 충전 전력 시스템의 두 축인 압전 발전 소자로서의 역할 및 수퍼커패시터의 음극재 역할을 모두 수행하도록 했다.

손가락 탭핑에 의해 압전 발전기에서 발전되는 전압은 2.81V로 순수한 이황화몰리브덴의 경우보다 약 4.2배 더 좋은 결과를 얻었고, 전력밀도는 종래의 보고된 결과보다 1.5배 가량 높은 7.3 μW/m2를 구현했다.

김병기 교수는 "소형 전자기기를 외부 전력의 도움 없이 압전형 나노발전기를 이용해 전압을 발생시키고 이를 수퍼캐퍼시터를 통해 작동시키는 과정을 효율적으로 보여준 연구로 앞으로 전자 제품 구동을 위한 그린 에너지의 생성과 공급에 대한 좋은 사례가 될 것"이라고 말했다.


천안=하재원 기자