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| 한국기술교육대 배진우 교수 연구팀이 개발한 실크 기반 마찰발전기·무전원 센서 설명 그림(사진=한기대 제공) |
마찰전기 나노발전기는 서로 다른 두 물질이 접촉했다가 분리될 때 발생하는 정전기를 전기에너지로 바꾸는 기술로, 별도의 전원 없이 구동할 수 있어 차세대 센서 전원 기술로 주목받고 있다.
배 교수 연구팀은 그래핀 산화물에 방향족 아민 기능기를 도입해 성능을 높인 기능성 나노소재(DAP-GO)를 개발하고, 이를 실크 나노섬유와 결합한 복합 소재를 제작해 나노발전기(TENG)에 적용했다.
개발된 소자는 370V의 전압과 9.7μA의 전류를 구현했으며, 이를 활용해 상용 리튬이온 코인셀 배터리를 실제로 충전하는 데도 성공했다.
연구팀은 이 기술을 활용해 몸에 직접 부착하지 않아도 되는 비접촉 방식의 모션 감지 센서도 구현했다.
사람의 움직임에 따라 센서 주변의 전기장이 변하는 원리를 이용해 걷기, 달리기, 낙상 등 다양한 동작을 구분할 수 있음을 확인했다.
배진우 교수는 "최근 IoT 센서의 확산으로 외부 전원 없이 스스로 작동할 수 있는 자가발전 기술에 대한 관심이 높아졌다"며 "이번에 개발된 발전기와 센서를 통해 공간 기반 감지 시스템, 스마트 보안 모니터링, 실내 활동 인식 등 비접촉 IoT 환경에 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 했다.
천안=하재원 기자
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