5m 밖에서 스마트폰 40대 동시충전

KAIST 임춘택 교수 '다이폴 코일 공진방식'으로 209W 전력 무선전송 성공
앞으로 5m 떨어진 곳에서 있는 스마트폰이나 각종 전자기기 제품에 무선으로 전력을 보내 충전해 사용할 수 있는 무선전력전송 시대가 열릴 전망이다.

KAIST 원자력및양자공학과 임춘택 교수는 '다이폴 코일 공진방식'을 통해 5m 떨어진 곳에서 209W(와트)의 전력을 무선으로 전송하는데 성공했다고 17일 밝혔다.

이는 5m 거리에서 스마트폰 40대를 동시에 충전하거나 선풍기 5대를 켤 수 있으며, 초대형 LED TV도 작동할 수 있는 전력량이다.

지난 2007년 미국 MIT대에서 자기결합 공진방식을 이용해 2.1m 거리에서 60W 전력을 전송하는데 성공한 바 있다. 그러나 이 기술은 코일구조가 입력코일, 송신코일, 수신코일, 부하코일 등으로 복잡하고 송수신코일의 부피가 클 뿐 아니라 높은 동작주파수(100㎒ 이상)로 인해 효율이 낮고 주변의 온도변화 등에 민감한 특성 때문에 상용화되지 못했다.

임 교수팀은 다이폴 코일 공진방식을 이용해 이 같은 문제를 해결했다. 송신과 수신코일 등 코일 수를 2개로 줄이고 고주파 자성체(페라이트 코어)를 사용해 부피를 크게 줄였다. 또 주파수 변동이 적어 주변 환경변화에 영향을 덜 받아 기존 기술에 비해 20배 이상 강인하고, 100㎑의 낮은 주파수에서도 작동해 상용화하기에 용이하다.

연구팀은 한수원과 공동으로 원전 중대사고 시 격납건물(원전의 마지막 방호벽)의 계측기용 소형 비상전원 개발에 이 기술을 적용한 결과, 7m 거리에서 10W의 전력을 전송하는데 성공했다. 일본 후쿠시마 원전 사고 시 계측기에 공급되는 전원이 상실돼 내부 상황을 파악할 수 없어 피해를 키웠는데, 이러한 경우에 무선전력전송 기술을 활용할 수 있다.

임춘택 교수는 "기존 기술에 비해 전송거리는 2배 이상, 전송전력은 3배 이상 높여 장거리 무선전력전송 기술의 상용화를 앞당길 수 있게 됐다"면서 "전기선을 사용할 때 보다 상대적으로 효율이 떨어지지만 와이파이 존처럼 특정 장소에 접근하면 별도의 충전기 없이도 무선으로 전자기기를 사용할 수 있는 장점이 있다"고 말했다.

이 연구결과는 지난달 '국제전기전자공학회 전력전자 저널'에 실렸다.

대전=이준기기자 bongchu@