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'스스로 발전하고 빛에 반응'…나노 발전기 개발

제주대 연구팀 "안티모니 요오드황 소재로 이용"
SbSI 소재기반 압전나노발전기 모식도와 사진 [한국연구재단 제공=연합뉴스]
SbSI 소재기반 압전나노발전기 모식도와 사진 [한국연구재단 제공=연합뉴스]

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 웨어러블 전자기기 자가발전 장치로 기대를 모으는 나노 발전기에 빛을 검출하는 기능을 더한 기술이 개발됐다.

한국연구재단은 제주대 김상재 교수와 유바스리 프루소다만·나가말레스와라 라오알루리·아룬구말 찬다르세카르 박사과정생 연구팀이 다기능 감광성 압전 나노 발전기를 만들었다고 1일 밝혔다.

나노 발전기는 사람의 일상적인 움직임 같은 기계적 에너지로부터 전기 에너지를 수확할 수 있다.

명칭처럼 크기가 아주 작고 가벼운 데다 구동회로를 단순·집적화할 수 있어서 착용형·휴대용·신체 이식형 기기에 적용될 수 있는 미래지향적 기술이다.

연구팀은 압력과 진동에 의한 자가발전과 광검출 특성을 동시에 갖는 새로운 강유전성 나노소재를 활용해 발전기 성능을 끌어올렸다.

소재로는 안티모니 요오드황(SbSI)이 쓰였다.

SbSI는 압전, 반도체, 광반응 등 다양한 기능을 지니고 있다.

SbSI 소재기반 압전나노발전기 특성 설명도 [한국연구재단 제공=연합뉴스]
SbSI 소재기반 압전나노발전기 특성 설명도 [한국연구재단 제공=연합뉴스]

SbSI 압전 나노 발전기는 2N(뉴턴)의 작은 힘에도 5V와 150nA(나노암페어) 전류를 생성했다.

붉은색 빛을 쏘였을 때 0.01∼0.1초 만에 반응하는 모습도 보였다.

김상재 교수는 "광 트랜지스터나 광 검출기 등 차세대 광 스위칭 소자에 활용할 수 있을 것"이라며 "향후 후속 연구가 진행되면 전력공급이 어려운 지역의 화재경보나 초미세먼지 모니터링 시스템 등 센서에 적용할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

실제 SbSI 소재의 압전·광전자 관련 기술은 현재 도입기여서, 실제 소자 적용까지는 앞으로 수년간의 연구개발이 뒤따라야 할 것이라고 연구팀은 덧붙였다.

제주대 메카트로닉스공학과 김상재 교수 [한국연구재단 제공=연합뉴스
제주대 메카트로닉스공학과 김상재 교수 [한국연구재단 제공=연합뉴스

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구) 지원으로 수행했다.

성과를 담은 논문은 나노에너지(Nano energy)에 실렸다.

walden@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지> 2018/08/01 12:00 송고

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