○ 수력이나 원자력 발전, 화석연료를 이용한 화력발전에 비하여 일상적으로 접할 수 있는 주변의 에너지원으로부터 에너지를 추출하여 저장하는 일련의 과정을 에너지 수확이라고 한다. 낮은 에너지 변환효율과 경제성 등의 문제로 연구 개발이 부진했으나 근래 마이크로 전기기계 시스템 기술을 기반으로 휴대형 전자기기나 센서 네트워크, 인체이식형 생물의학 소자 등을 구동하는 데 필요한 전원을 배터리나 외부전원 없이 반영구적으로 공급하는 방안에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
○ 주변의 에너지원에는 자연 방사선, 전파, 태양광, 인체의 운동, 음향 잡음, 태양열, 체온, 폐열, 기계적 진동, 포도당, 수목의 대사물질 등이 있다. 에너지 변환의 원리에는 압전효과, 광전효과, 열전효과, 정전에너지 변환, 연료전지, 대사에너지 변환 등이 있다. 본고에서는 주로 인체로부터 수확할 수 있는 다양한 물리적 에너지원과 인체에 적용하는 마이크로 에너지 수확기의 동작원리, 설계기준 및 주요 과제를 검토한다.
○ 2009년 미국 조지아 공대 왕종린 교수는 압전 재료인 산화아연 나노와이어를 이용한 나노발전기를 시연했다. 국내에서는 나노, 바이오, 전기전자 등 앞선 기술을 바탕으로 각 대학 및 연구소에서 융합연구가 활발히 진행되고 있다. KAIST는 2010년 조지아 공대와 공동으로 압전특성이 우수한 세라믹 박막물질을 이용한 고효율 나노발전 기술을 개발했으며, 2012년에는 티탄산화바륨과 탄소나노튜브나 그래핀 산화물을 폴리머와 혼합한 나노복합체를 도포하는 신개념 나노발전기 제조 원천 기술을 개발했다.
○ 울산과학기술대학교 차세대전지기술융합연구단은 차세대 2차 전지 기술 개발을 선도하고 있으며 ETRI, KETI, LG 화학 등이 참여하고 있다. ETRI는 한국섬유소재연구소와 조선대와 함께 `생체기반 에너지 수확과 전력전송 기술 개발` 프로젝트를 진행하고 있다. 또한 교과부의 `글로벌 프론티어` 사업의 일환으로 서울대, 포스텍, 성균관대, KAIST, ETRI, 기계연구원, 화학연구원, 삼성종기원 등이 첨단 융합원천기술 개발을 진행하고 있어 세계적으로 기술적 우위를 차지할 것으로 기대한다.
로그인
내 메일함
이미지변환중입니다.