KIST(한국과학기술연구원·원장 이병권)는 송현철, 강종윤 전자재료연구단 연구팀이 정전기를 이용해 실제 전자기기에 사용할 수 있는 전기를 생산하는 스펀지 형태의 고내구성·고출력 나노발전기를 개발했다고 11일 밝혔다.

연구진은 증기캡슐공정을 이용해 물과 실리콘만으로 미세 기공을 갖는 실리콘 스펀지를 짧은 시간 내에 간단히 제작할 수 있는 방법을 개발했다. 미세 기공은 전체 표면적과 정전용량을 향상시켜 정전기 발생량을 크가 증가시켰는데, 연구팀은 이를 이용해 고내구성·고출력을 지니는 정전기 나노발전기를 개발했다.

연구진은 개발한 정전기 나노발전기를 이용해 실내온도나 위치 등을 파악하는 블루투스 무선 센서 등을 구동하는데 성공했다. 향후 4차 산업혁명의 핵심기술 중 하나인 사물인터넷을 비롯하여, 무선 센서 네트워크나 웨어러블 전자기기의 자율전원으로써 핵심적 역할을 수행할 수 있을 것으로 보인다. 

연구진에 따르면 기존 나노발전기는 복잡하고 공정이 어려웠지만 이번에 개발한 공정은 제작 시간과 비용을 단축시켜 나노발전기의 실용화를 앞당길 수 있을 것으로 전망된다. 

송현철 선임연구원은 "이번 연구결과로 쉽고 간단한 공정을 이용해 다공성 구조를 제작했다는데 큰 의의가 있다"며 "기존의 에너지 하베스팅 발전장치보다 가격·성능·내구성 면에서 높은 경쟁력을 가진 혁신적인 제품이 될 것으로 기대한다"고 말했다.

강종윤 책임연구원(전자재료연구단장)은 "현재 여러 가지 에너지 하베스팅 기술들을 개발 중에 있다"면서 "이번 연구결과로 인해 다양한 환경에서 센서 네트워크의 자가발전을 위한 핵심적 역할을 수행할 수 있기를 기대한다"고 말했다. 

연구 결과는 에너지 분야 국제 학술지인 'Nano Energy' 최신 호에 게재됐다.