-앞의 두 대학교 연구팀 탐방에 이어 이번엔 정부출연기관 형태의 세라믹 전문 연구기관을 방문했습니다.
-전자소재융합과 중 지능형전자부품팀에서는 에너지하베스터, 센서, 하이브리드 소재를 이용한 지능형 전자 부품과 이들을 활용한 제품, 기술 연구를 수행하고 있었는데요. 팀의 탐방주제와 관련해 김창일 연구원님과 인터뷰를 하였습니다.
-우선 한국 세라믹 기술원에서는 압전에너지하베스팅과 관련해 여러 조성의 압전체를 만들고, 이들을 통해 여러 형태로 압전소자를 만들고 있습니다. 압전체란 기본적으로 압력을 가했을 때 전기가 생산되고 반대로 전기를 흘려주면 변형이 일어나는 물질인데요. 납(Pb)이 있어야 압전 특성이 크게 나타나서 현재 주목받고 있는 압전소자 중에는 납을 포함한 물질이 많습니다.
그러나 고분자 물질이나 납계물질과 다른 물질을 섞은 하이브리드형 압전소자가 개발되고 있습니다. 이들은 압전특성은 조금 낮지만 기존 단일 재료의 압전체보다 더 유연하며 이러한 유연성은 센서에 적용되기 위해 필요한 특성이라고 합니다.
-직접 만든 소자를 활용해 여러 응용실험을 하고 있는데 가령, 과속방지턱에 압전소자를 설치하거나, 무선스위치, 도로의 전기 소비 시스템에 전력을 공급할 수 있는 에너지 하베스터 제작 과제 등이 있습니다. 인상깊었던 것은 풍경에 에너지하베스터를 달아 바람에 흔들릴 때 에너지를 수확했다가 밤에 불을 켜게 끔하는 실험도 있었다고 하네요!
현재는 변압기내부의 환경을 감지해서 그 정보를 무선으로 전달해 쉽게 변압기 내부의 문제점을 감지하고 대처할 수 있게 하는 과제를 하고 있다고 합니다. Structural Health Monitoring의 일부로 에너지하베스터를 적용한 사례라고 할 수 있겠죠!
-대학 연구소와 달리 기업으로서 다른 회사들과 기초연구를 같이 하고 자연스럽게 상용화를 유도하고 있다고 합니다. 즉, 연구소에서 개발한 기술을 전수하여 업체가 상용화하도록 상호 협력 체계를 구축하고 있는 것이죠.
Tip! 미국 기업을 방문할 때 가능하면 샘플을 받아오라고 조언해주셨습니다.
-연구원님께서 생각하는 압전 하베스팅의 활용방안은? 사물인터넷(Internet of Things)에서 어떤 자극을 감지하고 이를 전송할 때 드는 저전력을 에너지하베스팅으로 할 수 있지 않을까 생각하고 있다고 말씀해주셨습니다. 또한 어떤 활용방안을 생각할 때 비용도 문제이지만 기존의 방식을 대체할만큼 에너지 하베스팅이 그곳에 필요한가? 란 질문에 답을 할 수 있어야 한다고 말씀햇주셨습니다.
가령 전력이 쓰이지만 전력이 전혀 생산되지 않는 곳을 찾아보는 것이죠. 비행기가 보내는 빛 신호를 사람이 아닌 기계가 감지하고 이 정보를 사람에게 전달하는 시스템을 구상할 때 감지를 압전에너지하베스팅으로 얻은 에너지로 하는 것이죠.
-인터뷰를 마치며
소자의 개발만큼이나 그 소자의 활용방안, 상용화 가능성에 대해 고민하고 다양한 실험을 하고 있는 연구원님의 모습에서 압전에너지 하베스팅의 새로운 가능성을 살펴볼 수 있어서 매우 보람찼습니다. 비록 아직 시장이 크지 않고, 모든 문제점이 해결된 것이 아니지만 상용화에 있어 어떤 것이 극복되어야 하고 어떤 부분이 더 보완되어야할지에 대해 생각할 기회를 얻은 값진 기회를 주신 한국 세라믹 기술원과 김창일 연구원님께 소소한 감사를 전하며 글을 마칩니다.
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