류정호 교수/영남대 제공
류정호 영남대 신소재공학부 교수 연구팀이 자기장 노이즈를 활용해 저전력 전자기기나 사물인터넷 센서 네크워크를 구동할 수 있는 에너지 하베스팅 기술을 개발했다.
연구팀은 빛을 모아주는 렌즈처럼 자기장을 모아주는 자기장 렌즈 기술을 개발했다.
흩어지는 자기장을 에너지 하베스팅 소자에 집중할 수 있는 기술이다.
'에너지 하베스팅(Energy Harvesting)'은 버려지는 에너지를 수집해 전기 에너지로 변환하는 기술로, 최근 신재생 에너지의 원천 기술로 각광받고 있다.
연구팀은 지난 2015년부터 자기-전기 결합 스마트 복합재료의 원천 소재 기술부터 구조 안전성 진단용 자율 전원 응용 기술을 연구개발 중이다.
현재까지 개발된 기술은 국내 특허를 비롯해 미국, 일본, 중국, 유럽에서 원천 특허를 순차적으로 등록해 기술력을 확보했다.
이번 기술로 기존에 보유한 하베스팅 소자의 발전 출력을 3배 가량 높일 수 있다.
연구팀은 한국전력공사 전력연구원과 공동 연구를 진행해 자기장 렌즈 기술을 실제 변전 설비에 장착하여 구조진단 무선센서 구동 테스트를 마쳤으며 국내 특허를 출원한 상태다.
류 교수는 “현재 기술 수준은 일상에서 노출되는 자기장 노이즈를 에너지 하베스팅을 통해 저전력 전자기기나 사물인터넷 센서 네트워크 등을 구동할 수 있는 수준이다”며 “후속 연구를 통해 변전소, 송전 시스템, 배전 시스템 등의 구조진단 무선센서 구동에 적용할 수 있도록 발전 효율을 높이는 연구와 무선센서, 전력관리회로, 에너지 하베스팅 소자를 일체화한 모듈 개발을 진행할 계획”이라고 밝혔다.
또 “이 기술을 심화 발전시키면 4차 산업의 핵심기술 중 하나인 소형 드론 등 무인 항공기의 체공 시간을 늘려줄 수 있는 보조 전력 공급원으로도 발전할 수 있을 것”이라고 기대했다.
류 교수팀의 연구 성과는 에너지분야 세계적 학술지 '에너지및환경과학'(Energy & Environmental Science) 11월호에 게재됐다.
한편 이번 연구는 한국재료연구원 윤운하 박사, 부경대 황건태 교수, 인하대 정대용 교수 연구팀과 공동 진행됐다.
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