(세이프타임즈 = 신승민 기자) 김회준 DGIST 로봇공학전공 교수팀은 무연납 다강성 물질을 탑재한 압전(壓電)-마찰전기 하이브리드 나노발전기를 개발했다고 16일 밝혔다.
개발된 발전기는 기존 대비 더 높은 출력 성능을 가져, 웨어러블 의료기기를 포함한 다양한 분야에서 활용이 가능할 것으로 기대된다. 환경오염 물질들로 제작된 전자기기 배터리를 대체할 친환경 재생 가능 에너지원 개발 연구가 계속되고 있다.
개발된 다양한 재생 가능 에너지원들 중 표면 간 접촉으로 발생하는 마찰전기 대전현상과 정전기적 유도현상을 바탕으로 전기적 에너지를 생성하는 '마찰전기 나노발전기와' 압전재료가 기계적 에너지를 공급 받았을 때 전기적 에너지로 변환하는 '압전 나노발전기'는 모두 낮은 전력 출력이 한계점으로 지적돼 왔다.
김회준 DGIST 로봇공학전공 교수팀은 무연납, 무독성의 고분자 세라믹 복합재료인 티탄산 비스무스와 실리콘 오일을 혼합, 고효율의 하이브리드 압전-마찰전기 나노발전기를 개발했다.
개발된 나노발전기는 기존의 마찰전기 나노발전기와 압전 나노발전기를 합침으로, 김 교수팀은 기존의 압전 나노발전기에 비해 20배, 마찰전기 나노발전기에 비해 3배에 달하는 출력 증가시켰다.
김 교수팀은 개발된 2개의 나노발전기 유닛을 서로 연결하고 이를 3D 프린터로 만든 구조에 고정시킨 새로운 구조도 만들었다. 개발된 구조는 초기 발전기의 성능 측정을 위해 제작됐지만, 소형 전자기기를 작동시키기에 충분한 성능을 갖고 있어, 다양한 응용이 기대된다.