압전 박막을 이용한 MEMS 진동에너지 하베스터

전문가 제언

○ 유비쿼터스 정보사회가 실현되려면 각종 휴대장치에 필요한 에너지 공급원이 해결되어야 한다. 즉 장치에 전지의 교환이나 충전을 하지 않고, 장기간 사용이 가능한 에너지 공급원이 필요하다. 이 목적을 달성하기 위하여 우리 주변의 환경에너지나 태양, 바람과 같은 자연에너지를 이용하는 에너지 하베스팅 기술이 필요하다.

○ 이 기술은 열전 발전(thermoelectric generation)과 압전 발전(piezo- electric generation)으로 나눌 수 있다. 즉 열전 발전은 태양광을 이용한 태양광 발전과 온도차에 의한 제백(seebeck) 효과를 이용하여 전기 에너지를 얻는 방식이다. 또 압전 발전은 주변의 진동이나 충격 등의 운동에너지를 전기에너지로 바꾸는 방식이다. 특히, 압전체를 이용한 압전 에너지 하베스팅 기술은 작은 진동이나 충격을 전기 에너지로 변환할 수 있고, 에너지 변환효율을 높일 수 있어서 태양광이 없는 경우에도 발전이 가능하다.

○ 이 기술로 만든 디바이스는 주로 기기 속에 내장되어 사용될 것으로 예상한다. 따라서 MEMS 기술을 이용하여 소형화 및 집적화가 가능하도록 개발되어야 한다. 이 논문은 압전 박막을 이용하여 진동에너지 하베스터를 소형화 하는데 역점을 둔 내용이다.

○ 선진국에서는 다양한 목적으로 에너지 하베스터가 개발되고 있다. 즉 군인이 이동 중 발생하는 운동에너지를 이용하거나, 자동차가 달릴 때 발생하는 바람을 이용하여 전력을 생산하는 등, 보다 구체적인 방법이 연구되고 있다. 이 결과에 따라서 배터리의 중량을 줄일 수 있다.

○ 한편 우리나라는 최근에 한국세라믹기술원과 (주)센불이 공동으로 압전을 이용한 소형 에너지 하베스터를 개발했다. 이 디바이스를 고유 진동을 가진 기계설비 제품 등에 설치하면, 기계장치의 진동으로부터 미세전력을 얻을 수 있다. 이 전력을 이용하면 별도의 전기에너지를 공급하지 않고, 실시간으로 설비의 이상 유무를 원격으로 확인할 수 있다. 앞으로 많은 관심과 지속적인 발전을 기대한다.

저자

Isaku Kanno

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

24(11)

잡지명

マテリアル インテグレ-ション

과학기술
표준분류

재료

페이지

46~51

분석자

허*도

분석물

• 압전 박막을 이용한 MEMS 진동에너지 하베스터.pdf [238,364 byte]

이미지변환중입니다.