손가락 구부리는 동작으로도 전기 만드는 나노발전기 개발

    입력 : 2012.06.12 17:13

    사람의 발자국 같은 일상 속 평범한 움직임에서 전기를 만들어내는 나노(nano)발전기를 손쉽게 만들 수 있는 방법이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

    어떤 나노 물질은 압력을 가하면 전기가 생성되는 압전(壓電)특성이 있는데, 이를 응용해 만든 초소형 전자소자가 나노발전기다.

    KAIST 이건재 교수(신소재공학과) 연구팀은 탄소원자들이 벌집구조를 이루며 나노 굵기의 관 모양을 하고 있는 탄소나노튜브와 티탄산화바륨(BaTiO₃) 나노 입자를 합성수지와 섞어 필름 형태의 나노발전기를 만드는 데 성공했다고 12일 밝혔다.

    연구팀이 만든 나노발전기는 탄소나노튜브와 티탄산화바륨의 압전특성 때문에 손가락으로 구부리는 동작만으로 최대 3.2볼트의 전압과 250나노암페어의 전류를 생산했다. 이를 축전지에 담았더니 일반 LED 전구를 약 3초간 밝힐 수 있었다.

    나노발전기는 지난 2005년 미국 조지아텍 연구팀이 압전성이 있는 산화아연 나노선(線)을 이용해 세계 최초로 개발했다. 이들은 2010년 쥐의 횡격막에 나노발전기를 삽입해 전기를 만드는 기술을 선보였다. 이 연구 이후 도로 바닥에 나노발전기를 깔아 가로등을 밝히고, 나노발전기로 옷을 만들어 사람이 움직일 때마다 나오는 전기로 휴대기기를 충전하는 기술이 각광을 받고 있다.

    하지만 산화아연 나노발전기는 나노선 공정이 까다롭고 크게 만들기도 어려웠다. 반면 이건재 교수팀이 개발한 방법은 재료를 화학용액에 녹여 말린 뒤 이를 필름으로 만드는 전 공정이 매우 간단해 제조비용이 획기적으로 내려갈 것으로 보인다. 이건재 교수는 “티탄산화바륨은 산화아연보다 압전성이 15~20배가 뛰어나고 면적을 마음대로 조절할 수 있어 적은 비용으로 넒은 면적의 나노발전기를 만들 수 있다”고 말했다. 이번 연구 결과는 ‘어드밴스트 머티리얼’ 12일자 표지논문에 실렸다.
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