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'배터리 필요 없는 사물인터넷용 센서 기술' 개발

UNIST·고려대 연구팀 "마찰로 에너지 발생…환경센서 등에 적용 가능"

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 빗물의 흐름 등 자연환경에서 일어나는 변화를 지속적으로 관찰하고 이를 표시할 수 있는 센서는 사물인터넷(IoT)의 핵심기술이다.

전원 없이 구동하는 센서 플랫폼의 LED 출력 신호
전원 없이 구동하는 센서 플랫폼의 LED 출력 신호

사물인터넷은 인터넷을 기반으로 생활 속 사람과 사물, 사물과 사물 간 정보를 유무선 네트워크로 연결하는 서비스이다.

저전력·고집적화가 필수적이기 때문에 수많은 센서의 배터리를 주기적으로 교체한다는 것은 현실적으로 불가능하다.

국내 연구진이 외부에서 전원을 공급받지 않고도 반영구적으로 동작이 가능한 사물인터넷용 센서 기술을 개발했다.

한국연구재단은 울산과학기술원(UNIST) 최재혁 교수·고려대 최원준 교수 공동연구팀이 물의 움직임을 모니터링할 수 있는 '센서 플랫폼'을 개발했다고 16일 밝혔다.

배터리 없이 자체적으로 생성한 에너지 만을 이용해 전기에너지의 발생 양상을 실시간으로 분석, 물방울이 움직이는 정보(물결이 표면과 접촉하는 면적, 물결의 속도 등)를 외부에 시각적으로 전달할 수 있는 기술이다.

고체 표면과 물의 접촉을 통해 전기에너지를 만들어 낼 수 있는 '마찰대전 나노발전기' 방식을 사용했다.

물이 고체 표면에 접촉하면 마찰 전기 때문에 표면에 분극이 생기고, 이에 따라 물 분자의 전기적 평형도 깨지면서 전자가 이동하는 원리이다.

물방울의 움직임을 분석하는 센서 플랫폼 구성도
물방울의 움직임을 분석하는 센서 플랫폼 구성도

또 경제성과 집적도가 높은 전통적인 반도체 공정인 시모스(CMOS·상보성 금속 산화막 반도체) 기반 회로를 사용해 저렴한 비용으로 생산할 수 있다고 연구팀은 전했다.

빗물이나 해류의 흐름, 상·하수도 유량 및 유속, 시간당 강수량, 액체 유출 등에 대한 측정과 분석이 필요한 환경 센서·산업현장의 모니터링 시스템에 적용할 수 있다.

물 이외에도 다양한 주변 환경의 변화를 감지할 수 있다면 차세대 IoT 시스템이나 신재생 에너지 등 분야에 센서로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구는 미래창조과학부·한국연구재단의 기초연구사업(개인연구), 교육부·한국연구재단 이공학개인기초연구지원사업의 지원을 받았다. 연구 성과는 국제학술지 '나노 에너지'(Nano Energy) 지난달 29일 자에 실렸다.

jyoung@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지> 2017/04/16 12:00 송고

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