대면적 나노발전기 원천기술 개발

나노복합체 이용 제작공정 단순화… 제작비용 획기적으로 줄여

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대면적 나노발전기 원천기술 개발
KAIST 이건재 교수팀

나노복합체를 이용해 적은 비용으로 넓은 면적의 나노발전기를 제작할 수 있는 기술이 개발됐다.

KAIST 신소재공학과 이건재 교수 연구팀은 나노복합체를 이용한 신개념 나노발전기 원천기술을 개발하는데 성공했다고 12일 밝혔다.

나노발전기는 나노 크기(10억분의 1m)의 물질을 사용해 전기를 생산하는 발전기로, 압전 물질에 압력이나 구부러짐 등과 같은 물리적 힘이 가해질 때 전기가 발생하는 특성인 `압전효과'를 이용한다.

나노발전기 개발을 위한 압전 물질은 지난 2005년 미국 조지아공대 왕중린 교수팀이 세계 처음으로 나노발전기 개념을 제시하면서 적용한 `산화아연(ZnO)'이 유일했으나, 이 교수팀은 산화아연보다 15∼20배 높은 압전 특성을 갖는 세라믹 박막물질인 `티탄산화바륨'을 이용해 나노발전기의 효율을 한층 향상시켰다.

이어 수백 나노 크기의 고효율 압전 나노입자인 `티탄산화바륨'과 비표면적이 크고 전기전도성이 높은 탄소나노튜브 또는 산화그래핀을 폴리머와 섞은 후 간단한 코팅 공정을 통해 넓은 면적의 나노발전기를 적은 비용으로 제작하는데 성공했다.

이 연구결과는 재료분야 세계적 학술지인 `어드밴스드 머터리얼스(6월호)' 표지논문에 실렸고, 해외 특허 1건과 국내 특허 2건을 각각 출원, 등록했다.

이건재 교수는 "기존의 기술은 제작공정이 복잡하고 고가의 비용문제, 소자 크기의 한계성을 극복하지 못했다"면서 "이 기술을 적용하면 간단한 코팅 공정을 통해 나노발전기를 만들 수 있어 비용을 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 넓은 면적도 쉽게 제작할 수 있다"고 말했다.

대전=이준기기자 bongchu@

◇ 사진설명 : 어드밴스드 머터리얼스에 실린 이건재 교수 연구팀의 신개념 나노발전기 원천기술을 형상화한 표지 논문

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