한기대, ‘기존 20배 출력’ 하이브리드 나노발전기 개발

[충청뉴스 박동혁 기자] 한국기술교육대학교는 배진우 교수(에너지신소재화학공학부) 연구팀이 기존 발전기보다 약 20배 높은 출력이 가능한 ‘하이브리드 나노발전기’를 개발했다고 1일 밝혔다.

하이브리드 나노발전기는 마찰전기 대전현상과 정전기 유도현상으로 전기 에너지를 생성하는 ‘마찰전기 나노발전기’와 압전 재료에 기계적 에너지를 공급해 전기 에너지로 변환하는 ‘압전 나노발전기’의 장점이 합쳐졌다.

배 교수 연구팀은 압전과 마찰전기 소재를 결합해 고성능 에너지 수확 장치를 구현했다.

연구팀은 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(PVDF-HFP)에 압전 특성이 우수하다고 보고된 ‘MXene’ 나노소재를 전기 방사 기술을 이용해 혼합했다.

이를 통해 에너지 변환·효율성 측면에서 기존 기술을 뛰어넘는 고효율 나노발전기를 개발했다.

개발한 나노발전기는 높은 출력은 물론, 급속 충전이 가능해 디지털시계 등 전자기기를 무전원으로 구동할 수 있다.

배 교수는 “이번 연구로 기존 나노발전기 한계를 극복하고, 지속 가능한 에너지 수확 기술의 새 지평을 열었다”며 “급속 충전 기능으로 더 많은 에너지 저장·응용 가능성을 실현할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 이공분야기초연구사업(중견연구), 이공학학술연구기반구축사업, 4단계 두뇌한국(BK)21 FOUR 사업과 산업통상자원부 소재부품기술개발사업의 지원을 받아 수행했다.

연구 성과는 국제 학술지 ‘Small’에 지난달 5일 온라인에 등재됐고, 현재 뒤표지로 선정돼 출판을 앞두고 있다.