푸카르(전자,박사과정), '고출력 친환경 전원모듈 개발' AEM 표지논문 선정 

“박재영 교수팀, 일상생활에서 스마트기기를 스스로 충전시킬 수 있는

고출력 하이브리드 에너지하베스팅 친환경 전원 모듈 개발”

- 일상생활에서 움?직임, 바다의 파도, 달리는 자동차의 작은 진동으로부터 고출력의 전기를 수확할 수 있는 에너지 수확 및 저장기술 개발

- 웨어러블 스마트기기, 각종 IoT 시스템, 스마트폰의 반영구적 범용 친환경 전원 모듈로 활용 기대
- 국제유수 학술지, 어드밴스드 에너지 머티리얼즈 (IF: 25.245) 표지 논문 선정

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본교 박재영교수 연구팀(전자공학과)은 일상생활의 움직임 (걷기, 달리기 등), 바다의 파도, 달리는자동차 등에서 고출력의 전기를 얻을 수 있는 친환경 하이브리드 에너지 수확 기술개발에 성공하였다.

연구팀이 개발한 하이브리드 에너지 수확소자는 연성 자속 집중재를 이용한 하나의 고출력 전자기 에너지 수확소자와 나노구조 표면의 마찰대전 소재를 이용한 두개의 마찰전기 (접촉, 슬라이딩) 에너지 수확소자를 결합시키는 구조로 스마트 폰이나 스마트 밴드와 같은 웨어러블 스마트기기에 전원으로 활용 가능할 정도의 고출력의 전기를 수확할 뿐 만 아니라 전력 관리 회로, 저장소자, USB Type-C 포트까지 하나의 소형 모듈로 패키징 함으로써 다양한 응용제품에 사용 가능할 수 있다.

<박재영 교수(좌)와 푸카르 박사과정(우)>

과학 기술의 발전과 더불어 피트니스/헬스케어 모니터링과 같은 다기능 휴대용/웨어러블 스마트전자기기가 일상생활에서 많이 사용되고 있다. 동시에 사물인터넷(IoT)의 발달에 의한 센서의 사용 또한 크게 늘고 있다. 이러한 스마트 전자기기 및 센서들은 소형, 경량, 이동성 및 내구성을 갖춘 전원 공급원이 반드시 필요하다.

교체 및 충전식 전기 화학 배터리는 전원을 공급하기에는 탁월하지만, 수명이 제한되어 있고 재충전 및 교체가 어려우며, 배터리 폐기로 인한 환경 오염도 유발한다는 단점이 있다. 작은 진동 에너지 기반의 친환경 에너지 수확기술은 휴대용 및 웨어러블 전자기기를 위한 지속 가능한 전원으로서 대체될 수 있다. 가장 활발하게 연구가 이루어지고 있는 에너지 수확 기술에는 압전, 전자기, 마찰전기 에너지 수확 기술이 있으며, 이들 중 낮은 전압에 비해 상대적으로 높은 전류를 출력하는 전자기 에너지 수확 기술과 낮은 전류에 비해 상대적으로 높은 전압을 출력하는 마찰전기 에너지 수확기술을 결합한 전자기-마찰전기 하이브리드 에너지 수확 기술이 상용화 가능성이 높은 고출력 발전기술로 평가되고 있다.

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이번 연구는 과학기술정보통신부의 중견연구사업 (2017M3A9F1031270) 및 광운대학교의 교내연구비 지원으로 수행되었고, 연구 결과는 세계 최고의 에너지 연구 전문저널인 WILEY 출판의 Advanced Energy Materials (IF: 25.245) 2020년 12월 26일자 온라인 판에 게재 및 표지 논문으로 선정되었다.

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연구팀은 개발한 친환경 자가충전 전원 모듈로 스마트 폰, 이어 버드 및 스마트 밴드 충전을 성공적으로 시연하였을 뿐만 아니라 수질 무선 모니터링 시스템과 자동차 내 환경 (온도, 습도 및 압력) 무선 모니터링 시스템을 동작하는데 성공하였다.

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이번 연구는 과학기술정보통신부의 중견연구사업 (2017M3A9F1031270) 및 광운대학교의 교내연구비 지원으로 수행되었고, 연구 결과는 세계 최고의 에너지 연구 전문저널인 WILEY 출판의 Advanced Energy Materials (IF: 25.245) 2020년 12월 26일자 온라인 판에 게재 및 표지 논문으로 선정되었다.?

Web link: https://doi.org/10.1002/aenm.202002782

< 저널 표지 이미지 및 비공진 기반 고출력 하이브리드 에너지 수확소자 개념도>