 |
||
구부리거나 누르는 힘을 전기에너지로 변환하는 나노발전기를 대량 생산하는 원천기술이 개발돼 새로운 형태의 에너지 시스템에 활용될 전망이다.
KAIST(총장 서남표)는 신소재공학과 이건재 교수팀이 나노복합체를 이용해 나노발전기를 대면적으로 만들 수 있는 원천기술을 개발했다고 12일 밝혔다.
나노발전기는 나노 크기(10억 분의 1m)의 물질을 사용해 전기를 생산하는 발전기로, 압전 물질에 압력이나 구부러짐 등과 같은 물리적 힘이 가해질 때 전기가 발생하는 압전 효과를 이용한다.
나노발전기 개발을 위한 압전 물질은 지난 2005년 미국에서 세계 처음으로 개념을 제시, MIT가 선정한 10대 유망기술과 미국 유명 과학지 ‘파퓰러사이언스(Popular Science)’ 선정한 ‘세계를 뒤흔들 45가지 혁신기술’에 포함됐다.
그러나 제작공정이 복잡하고 고가의 비용문제 등 한계성을 극복하지 못했다.
 |
||
| ▲ 나노복합 자가발전기 개념도 KAIST 제공 | ||
이 교수팀은 기존 산화아연보다 최고 20배나 높은 압전 특성을 갖고 있는 세라믹 박막물질인 ‘티탄산화바륨(BaTiO3)’을 이용해 나노발전기 효율을 한층 업그레이드 시켰고, 나노복합체를 이용해 간단한 공정으로 제작하는 데 성공하면서 적은 비용으로도 넓은 면적의 나노발전기를 구현했다.
특히 수백 나노미터 크기의 고효율 압전 나노입자인 티탄산화바륨과 비표면적이 크고 전기 전도성이 높은 탄소나노튜브 및 산화그래핀(RGO)을 폴리머(PDMS)와 섞은 후 간단한 코팅공정을 통해 넓은 면적의 나노발전기를 제작했다.
이 교수는 “압전효과를 바탕으로 한 나노자가발전 기술은 적은 기계적 힘으로 전기를 생산할 수 있어 차세대 에너지 기술로 각광을 받고 있다”며 “이번 기술에 패키징 및 충·방전 기술을 융합하면 반영구적으로 자가발전과 저장이 가능한 새로운 형태의 에너지 시스템 개발에 응용될 수 있다”고 말했다.
이재형 기자 1800916@cctoday.co.kr