백정민·양창덕 UNIST 교수팀
고분자 신소재·금속 전극 마찰
스마트기기 충전기술 개발 '길'
고분자 신소재·금속 전극 마찰
스마트기기 충전기술 개발 '길'
국내 연구진이 바람이나 진동, 소리, 발걸음 등에서 에너지를 수확하는 '마찰전기 발전기'의 출력을 크게 높이는 기술을 개발했다.
UNIST(총장 정무영)는 백정민 교수(신소재공학부)와 양창덕 교수(에너지및화학공학부)팀이 공으로 고분자 두 종류를 결합한 신소재와 금속 전극을 마찰시켜 전기를 생산하는 고효율 마찰전기 발전기를 개발했다고 29일 밝혔다.
마찰전기 발전기는 두 물체가 스칠 때 만들어지는 전하 불균형을 이용해 전기를 만드는 장치다. 서로 다른 물체가 접촉하면 각 물체에 있는 음전하와 양전하가 이동하면서 전하의 불균형이 생긴다. 이런 불균형 때문에 전자가 이동하게 되는데, 이것이 곧 전류다. 마찰전기 발전기는 이 전류를 수확하는 장치다.
마찰전기 발전기는 양전하를 모으는 '금속 전극'과 음전하를 모으는 '고분자 유전체'로 이뤄진다. 연구팀은 이번 연구에서 유전체로 쓰이는 고분자의 특성을 변화시켜 전기 출력효율을 높이는 방법을 찾았다.
연구진은 우선 'PVDF'라는 고분자를 기본 물질로 사용했다. PVDF는 눌렀을 때 양전하와 음전하가 양쪽으로 나란히 나눠 배열되는 전기적 성질인 '유전성'이 강한 물질이다. 연구진은 PVDF에 소수성 고분자인 'PtBA'를 붙인 새로운 고분자를 만들었다. 그 결과 PVDF를 음전하 대전체로 사용할 때보다 전기 출력이 20배 이상 크게 늘었다.
백정민 교수는 "마찰전기 발전기는 일상에서 버려지는 에너지를 강력한 에너지원으로 바꿀 수 있는 기술"이라며 "나무나 건물 같은 고정된 사물부터 자동차 등 움직이는 사물까지 다양한 에너지원을 이용해 스마트기기를 충전하는 기술을 개발할 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구는 삼성전자 미래기술육성센터에서 지원하는 삼성미래기술육성사업의 일환으로 수행됐으며, 연구결과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴스'에 발표됐다.
남도영기자 namdo0@dt.co.kr
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