류정호 재료연구소 연구팀…버려지는 에너지 '재활용'
"스마트빌딩, 송전선로 등 배터리 교체 필요 없을 것"
[ 김해연 기자 ]
송전선과 지하철, 고속철도, 공장 기계 주변에 생기는 ‘자기장 노이즈’를 이용해 전기를 만들 수 있는 기술을 국내 연구진이 세계 최초로 개발했다. 센서 개발 등을 통해 기술을 상용화하면 송전선로 자가 진단이나 휴대폰 무선충전 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 전망이다.
재료연구소는 류정호 분말세라믹연구본부 연구원팀이 최시영 재료연구소 박사팀, 미국 버지니아공대, 인하대 등과 공동으로 생활 주변에 존재하는 미세 자기장을 전기에너지로 변환할 수 있는 에너지 하베스팅(harvesting) 복합소재와 발전소자를 개발했다고 17일 발표했다.
고압 전류가 흐르는 송전선이나 지하철 주변에 생기는 자기장 노이즈는 기계 동작을 방해하는 전기신호를 말한다.
에너지 하베스팅은 버려지는 각종 에너지원을 이용해 실생활에 사용할 수 있는 전기에너지로 변환하는 기술이다.
연구팀은 전선 주변에 미세한 자기장 노이즈가 항상 존재하기 때문에 이를 에너지 하베스팅 공급원으로 활용할 수 있을 것이란 점에 착안해 기술 개발에 착수했다.
류 연구원은 6년 정도의 노력 끝에 전기가 발생하는 압전재료(압력을 가하면 전압이 발생하거나 전압을 가하면 변형이 생기는 재료)와 자기장을 만나면 변형되는 자기변형재료를 복합해 자기장 노이즈를 전기 에너지로 바꾸는 데 성공했다.
연구팀은 이 소재를 이용해 소형 컴퓨터 시스템 제어에 필요한 센서 장치를 구동했고, 여기서 얻은 전력을 모아 LED(발광다이오드)를 밝히는 실험도 마쳤다.
재료연구소 측은 이번에 개발한 기술을 다양한 분야에 적용할 수 있을 것으로 보고 있다. 송전선 주변을 24시간 밝힐 수 있는 조명장치는 물론 전선 옆에 휴대폰을 두기만 해도 충전되는 무선 충전기술에도 활용할 수 있을 것으로 내다봤다. 공장 설비나 건물 내 각종 센서를 설치해 모니터링하는 스마트 시스템 등에도 적용할 수 있을 것으로 예상했다. 연구팀은 미국, 일본, 중국, 유럽에 국제특허를 출원하고 4건의 국내 특허를 등록했다.
재료연구소 측은 “해당 기술에 대해 압전 세라믹 생산업체와 송전선로 구조진단업체, 센서 등 전자부품 개발업체 등에서 관심을 보이고 있다”고 설명했다. 류 연구원은 “일상생활에 항상 존재하지만 인체에 해로운 것으로 인식되고 있는 미세 자기장 노이즈를 전기에너지로 변환시킨 최초의 연구 결과”라며 “기술을 좀 더 발전시키면 스마트 빌딩과 송전선로, 발전소 등 구조진단 센서의 배터리 교체가 필요 없게 될 것”이라고 말했다.
창원=김해연 기자 haykim@hankyung.com
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