기존 바람 기반 마찰 전기 소자는 전압에 비해 낮은 전류 값을 갖기 때문에 상용화에 어려움이 있었다.

연구팀은 전기가 잘 통하지 않는 물질인 유전체 필름 사이 하부 전극에 연결된 금속층을 삽입, 대전 된 유전체에 의한 정전기유도를 향상시켰다. 또한 상부 전극을 위·아래 듀얼 모드로 구성해 한 번의 진동 사이클 동안 두 번의 마찰이 가능한 구조를 갖는 바람 기반 마찰 전기 소자를 제작했다.

연구팀은 전류를 약 12~15배 증가시켜 10배 이상의 생산 전력 밀도 특성을 확인했으며, LED 전구 전원 공급 시연에 성공하며 마찰 전기 소자를 이용한 에너지 공급 상용화에 한걸음 가까워짐을 보였다.   

아울러 연구팀은 바람에 400Hz 이상으로 펄럭이는 필름과 전극 간의 효과적인 접촉 마찰을 초고속 카메라를 통해 파악함으로써 유전체 필름 움직임에 따른 전기적 메커니즘을 분석했다.

정건영 교수는 "이번 연구는 현재 바람 기반 마찰 전기 소자의 낮은 출력 및 안정성 문제에 대한 극복 가능성을 제시했다"면서 "향후 고층 빌딩 외부와 같이 접근이 힘든 장소에서의 저전력 장치(센서, 디스플레이 등)뿐만 아니라 전기 자동차나 드론의 보조 전력 장치 등에도 다양하게 적용될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

정건영 교수와 조성준 박사과정생(공동 제1저자), 신요섭 석사과정생(공동 제1저자)이 주도한 이번 연구는 한국연구재단과 지스트가 지원한 RISE 기관고유사업(GRI)의 일환으로 수행됐으며, 에너지 분야 저명 국제 학술지 '나노 에너지(Nano Energy)' 지난달 25일 자에 게재됐다.