[머니투데이 류준영 기자][KAIST, 입을 수 있는 전원발생 유연 열전소자 제작 기술 개발]

[그림]스크린프린팅 기술로 제작된 유연 열전소자<br>(a) 유리섬유상에 스크린프린팅 공정기법을 이용하여 열전후막을 형성.<br>(b) 금속전극 전사기술을 이용하여 초경량 고출력 유연 열전소자 제작.<br>(c) 밴드 타입으로 제작된 유리섬유 기반 열전소자를 인체에 적용하여 전기에너지 발생 검증/자료=KAIST


'입는(웨어러블) 컴퓨터' 배터리 문제를 획기적으로 개선할 기술을 국내 연구진이 개발했다.

조병진 KAIST 전기 및 전자공학과 교수팀은 인체에서 발생하는 열을 이용해 전력을 생산할 수 있는 '열전소자'를 개발, 배터리 걱정없이 반영구적으로 쓸 수 있는 '입는 전자기기'용 전력공급원을 만들었다고 7일 밝혔다.

열전소자란 열에너지를 전기에너지로 전환해주는 소자를 뜻한다.

입는 전자기기 상용화에 가장 큰 걸림돌은 전력공급 문제이다. 현 기술력으로는 배터리를 자주 교체 하거나 크고 무거운 배터리를 가지고 다녀야 한다.

또 기존의 상용 열전소자는 세라믹 기판을 이용해 단단하고 휘어지지 않으며 무거웠다. 게다가 낮은 에너지 효율 탓에 입는 전자기기에 활용하기에는 부족한 측면이 있었다.

이에 조 교수팀은 유리섬유를 이용해 무게가 가벼운 의류형태로 제작할 수 있는 열전소자를 제작했다. 이는 전력생산 효율성도 높아 같은 무게의 기존 세라믹 기판 소자에 비해 14배 정도의 전력생산 능력을 가진다.

예를 들어 이번에 개발된 열전소자를 팔에 두를 수 있는 가로·세로 각 10cm의 밴드형태로 제작한다면, 외부 기온이 20oC 일 때(체온과 약 17oC 차이가 있는 경우) 약 40메가와트(mW)의 전력을 생산할 수 있다. 이는 웬만한 반도체칩들을 다 구동할 수 있는 전력이다.

만일 상의 전체에 해당하는 면적(50x100cm)으로 제작해 입는다면, 약 2W의 전력이 생산돼 휴대폰 사용도 가능하다.

조 박사는 "이번 열전소자는 기존 상용소자와 달리 대면적 소자제작이 쉬워 대량생산이 유리하다"고 말했다.

또 "입는 전자기기 뿐만 아니라 자동차와 항공기, 선박 등 폐열이 발생하는 다양한 곳에 적용할 수 있어 에너지 문제를 해결하는 수단으로 열전소자의 가능성을 한 단계 더 높인 계기를 제공한 것"이라고 덧붙였다.

이번 연구성과는 환경·에너지 분야 학술지인 영국의 '에너지&환경과학'(Energy&Environmental Science)'지 지난달 14일자 온라인판에 게재됐다.

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