KAIST-기계연구원, 친환경 에너지 발전소자로 해양모니터링 기술개발

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = KAIST는 기계공학과 박인규·오일권 교수와 한국기계연구원 정준호 박사팀이 '차세대 친환경 에너지 발전소자를 통한 해양 모니터링기술'을 개발했다고 20일 밝혔다.

이를 통해 공동연구팀은 표면 나노구조체의 설계와 친환경 소재 선정으로 소자 전체 재활용이 가능하고 해양환경에서 고성능·고안정성을 나타내는 마찰전기 나노발전기를 구현했다.

마찰전기 나노발전기(triboelectric nanogenerator·TENG)는 버려지는 기계적 에너지를 전기에너지 형태로 수확하는 친환경 재생에너지 소자로 각광받고 있다.

현재 개발된 대부분의 TENG는 버려지는 기계적인 에너지를 수확해 화석연료 사용감소에 도움을 주지만 사용한 전극 혹은 마찰대전 고분자 소재 폐기과정에서 수많은 전자폐기물이 생겨 또다른 환경문제를 유발한다.

이로 최근 소자의 일부분이 물에 녹아 분해될 수 있는 친환경 소재 기반 TENG가 연구되고 있으나 물에 녹는 특성으로 TENG의 가장 유망한 적용분야인 해양에너지 수확에 응용이 불가능하는 등 한계가 있다.

이번에 공동연구팀은 소자 전체의 재활용이 가능하며 기계화학적 내구성이 뛰어난 소재·구조설계를 통해 해양환경에서 고성능·고안정성을 나타내는 친환경 TENG를 개발했다.

또 수확된 해양에너지로 배터리를 충전하고 바다 상태(산도·염도·온도·오일 유출) 및 응급상황 모니터링에 사용되는 전자소자와 무선통신 모듈을 구동했다.

이는 해양에너지를 수확해 다양한 바다 환경을 모니터링할 수 있는 상용소자들에 대한 구동 가능성을 규명한 사례로 의미가 크다.

KAIST 기계공학과 안준성 박사과정과 김지석 박사과정이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 성과 국제 학술지 '어드밴스드 에너지 머터리얼즈(Advanced Energy Materials)' 8월 온라인판에 게재됐으며 후면 표지 논문(Back Cover)으로 선정됐다. (논문명: All-Recyclable Triboelectric Nanogenerator for Sustainable Ocean Monitoring Systems)
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