충전 없이 사용할 수 있는 휴대폰이 나오는 날도 멀지 않았다.
삼성전자 종합기술원과 금오공과대학은 세계 최초로 미래 신방식 모바일 에너지 저장 장치 및 센서로 주목받는 '투명한 플렉서블 나노전력발전소자'를 공동 개발했다고 22일 밝혔다.
이 소자를 휴대폰 화면에 장착할 경우 손가락으로 누르는 위치에서 전력을 발생시키기 때문에 충전없이 사용 가능한 휴대폰도 개발할 수 있다. 누르거나 휘거나 다양한 압전효과를 이용해 전력발생이 가능하기 때문에 휴대폰 뿐 아니라 신개념 모바일 기기 등 적용분야는 무궁무진하다.
이번 연구 결과는 재료분야 최정상급 국제학술지 <어드밴스드 머티리얼스사> 우수 논문으로 선정됐다.
옷이나 신발에 장착해도 전력 발생나노전력발전소자란 초음파, 기계진동, 바람, 조류, 신체 움직임 등의 주변 환경의 기계적 에너지를 압전효과를 이용하여 전기적 에너지로 변환해 주는 소자를 말한다.
반도체 나노 물질인 산화아연(ZnO) 나노막대기의 강한 압전 효과를 이용한 이 소자는 휘거나, 누르거나, 진동을 줄 경우 전력을 발생시키기 때문에 에너지 발생 소자 및 터치 센서로 사용될 수 있어 미래형 모바일 에너지 저장 장치 및 센서로 활용될 수 있다.
화면을 손가락으로 누르는 휴대폰 및 모바일 기기뿐 아니라 사용자가 휘는 대로 전력을 발생시키기 때문에 사람의 옷이나 신발에 장착하거나 바람이나 조류가 있는 절벽 또는 바닷가에 설치할 경우 자연 에너지만으로도 전력을 발생시킬 수 있어서 차세대 그린 에너지 장치로도 주목받고 있다.
이번 연구 결과는 김상우 금오공대(35) 교수팀과 최재영(39) 삼성전자 종합기술원 박사팀의 공동 연구를 통해 이루어졌다. 특히 재료 분야 세계 최고 권위지 중 하나인 <어드밴스드 머티리얼스사>에 "매우 중요하고 시급히 출판되어야 할 논문"으로 선정됐으며, 우수 논문 온라인 속보판 (Advances in Advance)에도 소개됐다.
최재영 박사는 "투명 나노전력발전소자를 디스플레이, IT, 차세대 에너지 장치 등에 적용할 수 있는 기술로 발전시키기 위해 에너지 변환 효율을 높이고 신뢰성을 향상시키는 연구를 지속적으로 협력, 진행할 예정"이라고 밝혔다.
김상우 금오공대 교수는 "대(大)면적 나노전력발전소자 개발의 상용화를 위한 새로운 디바이스 구조와 메카니즘을 제시한 중요한 연구결과로 그린에너지, IT 및 센서 관련 학계와 산업계의 큰 주목을 받고 있다"고 말했다.
삼성전자와 금오공대는 2008년부터 산화아연(ZnO) 나노막대기를 이용한 "신방식 모바일 에너지 저장 장치"에 대해 연구해 왔다. 금오공대는 소자 제작을, 삼성전자는 소자 특성 평가를 담당했다.
나노전력발전소자 기술은 세계에서 가장 유명한 미래기술 예측 및 평가 기관인 MIT 테크놀러지 리뷰(MIT Technology Review)의 2009년 10대 유망 기술 분야로 선정된 바 있다.
※ [용어설명] 나노막대기단면의 지름이 수 ~ 수십 나노미터(1나노는 10억분의 1미터) 정도의 극미세한 막대기 형태의 나노구조물. 레이저나 트랜지스터, 가스 및 바이오 센서, 태양전지, 나노전력발전소자 등 다양한 고효율 나노 소자용 소재물질로서 응용분야가 무궁무진함.