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고효율 나노발전기 상용화길 열어
아주 작은 움직임으로도 전기를 생산하는 나노발전기가 개발됐다. 몸에 붙이고 다니면 충전되는 웨어러블 전자기기 전력원 등 다양한 활용이 기대된다.
우리 학교 신소재공학과 이건재 교수팀은 레이저 박리 전사기술과 유연한 압전박막 소재를 활용해 기존보다 약 40배 높은 효율을 갖는 나노발전기 개발에 성공했다.
연구결과는 세계적 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)’ 4월 23일자 표지논문으로 게재됐다.
나노발전기는 유연한 나노소재에 미세한 압력이나 구부러짐이 가해질 때 전기 에너지가 생성되는 기술이다. 전선과 배터리 없이도 에너지공급이 가능하기 때문에 휘어지는 전자제품은 물론 심장 박동기와 같이 몸속에 집어넣는 기기나 로봇의 에너지원으로도 활용 가능하다. 그러나 지금까지는 에너지 효율이 낮고 제작공정이 복잡해 상용화가 어려웠다.
이 교수 연구팀은 고온에서 결정화된 고효율 압전박막물질을 현재 상용화된 레이저 박리기술을 이용해 딱딱한 기판에서 플라스틱 기판으로 전사, 효율을 크게 향상시키면서도 대면적으로 양산 가능성을 높였다.
이번에 개발된 유연한 기판(2cm × 2cm)에 만들어진 나노발전기는 미세한 구부림에 의해 생성된 에너지(250V, 8㎂)로 105개의 LED를 작동시키는데 성공했다.
이 교수는 “이번에 개발된 고효율의 나노발전기술은 자연에서 발생하는 바람, 진동, 소리와 같은 미세한 에너지는 물론 심장박동, 혈액흐름, 근육수축·이완 등 사람 몸에서 발생되는 생체역학적 힘을 이용해 전기를 생산할 수 있는 무한 에너지원으로 사용될 수 있다”고 응용가능성에 대해 설명했다.
이와 함께 “발전효율이 세계최고기록보다 40여배 높고 대량 양산이 가능한 레이저 박리기술을 활용해 그동안 상용화를 가로막았던 저효율과 복잡한 제조공정의 문제점을 해결했다는데 큰 의의가 있다”고 말했다.
이 교수팀은 향후 압전박막물질을 삼차원으로 적층해 생성전력을 더욱 높이고 이를 동물에 이식하는 생체실험을 수행할 계획이다.
이번 연구결과는 미래창조과학부 도약연구사업과 ‘코오롱-카이스트 라이프스타일 이노베이션센터(KOLON-KAIST LifeStyle Innovation Center)’의 지원으로 수행됐다.
그림1. 레이저 박리 기술로 제작된 대면적 형태의 나노발전기 이미지(논문표지)
그림2. 플라스틱에 제작된 나노발전기에서 생성된 전력을 이용해 105개의 LED를 작동하는 모습
2014.05.15 조회수 24735 -
동력에너지를 미적에너지로 환원 ‘키네티코스’展
- 문화예술나눔공간 스페이스K 대전, 두 번째 전시 -
우리 학교는 25일 대전 본원 KI빌딩 내 1층에 마련된 문화예술나눔공간 ‘스페이스K"에서 코오롱그룹과 함께 ’키네티코스‘展을 개최했다.
8월 31일까지 열리는 ‘키네티코스(kinetikos)展’은 기계동력을 모티브로 작업하는 7명의 작가가 참여한다.
그리스어로 움직임을 뜻하는 단어인 키네티코스는 동력에너지의 미적변환을 상징한다. 기술의 발전은 예술의 표현방법에 대한 다양한 단서를 제공해 주었으며 예술가들은 그것을 적극적으로 포용하면서 새로운 예술로 진화해 왔다.
이번 전시는 단순히 움직이는 조각을 넘어서 소리와 빛, 영상을 끌어들인 작품과 관객과의 상호작용에 의해 완성되는 인터렉티브 아트 등 오늘날 미술이 수용 가능한 기술적 스펙트럼을 다양하게 보여준다.
이번 전시는 기술과 예술이 함께하는 작품으로 카이스트 학생들과 지역민들에게 창의적 감성을 선사 할 것이다.
참여 작가는 시각적 형상에 청각적 요소를 접목하여 소리조각을 선보이는 김병호, 차가운 금속성의 재료로 자연의 형상을 일궈내는 박안식, 관람객의 버튼 조작으로 움직이는 목각인형을 선보이는 박종영, 동력전달의 재료인 체인으로 인간의 거대한 두상을 만들어낸 서영덕, 조화와 자비의 도상인 불상을 사이보그 기계로 탈바꿈시킨 왕지원, 날개가 움직이는 구조적 형태 재현하고 연속적으로 움직이는 형광등을 선보이는 최문석, 단순한 형태의 반복적인 움직임으로 공간지각 환경을 극대화하는 최종운, 두상이 회전함에 따라 변화되는 시선을 모니터에 출력시키는 존 케슬러(Jon Kessler) 등이다.
"스페이스 K"는 무료 오픈공간으로 전시, 공연, 이벤트, 강연, 체험학습 등 다양한 문화예술행사가 연중 마련돼 KAIST 학생들이 아이디어를 얻을 수 있는 창의적인 공간으로 활용되고 있다.
코오롱-카이스트는 다양한 형태로 산학협력을 추진해오고 있다. 2011년 9월 ‘코오롱-카이스트 라이프스타일 이노베이션센터(KOLON-KAIST LifeStyle Innovation Center)’ 개소하고 KAIST와 그룹 미래 신수종사업 발굴과 육성을 위한 상호협력 MOU를 체결했다.
이후 학생과 교직원을 대상으로 인류의 미래 생활을 바꿀 아이디어 공모를 진행했으며 코오롱인더스트리 FnC부문은 카이스트를 직접 찾아 코오롱 스타일링 클래스(KOLON Styling Class)를 진행하는 등 다방면에서 활발한 교류를 전개하고 있다.
2012.06.25 조회수 16484