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명지대학교, 에너지 기술 혁신의 새로운 지평을 열다!

명지대학교 기계시스템공학과 박용태 교수 연구팀이 동국대학교 물리학과 정권범 교수 및 테크레브라한 교수 연구팀과 협력하여 획기적인 액체 전해질 기반의 형상 적응형 에너지 수확 및 촉각 센서 기술을 개발했습니다. 이 기술은 기존 기술의 한계를 극복하고, 더욱 안정적이고 효율적인 에너지 솔루션을 제공할 것으로 기대됩니다.

마찰대전 나노발전기(TENG) 기술의 진화

연구팀은 마찰대전 나노발전기(Triboelectric Nanogenerator, TENG) 기술을 기반으로, 열적으로 안정적인 액체 전해질을 활용하여 센서와 에너지 하베스팅 장치의 성능을 획기적으로 향상시켰습니다. TENG는 두 가지 물질 사이의 마찰을 통해 전기 에너지를 생성하는 기술로, 친환경적이고 지속 가능한 에너지 솔루션으로 주목받고 있습니다. 기존 TENG 기술은 온도 변화에 민감하고, 장기간 사용 시 성능 저하가 발생하는 문제점이 있었습니다. 하지만 이번 연구를 통해 액체 전해질을 도입하여 이러한 문제점을 해결하고, 더욱 안정적인 성능을 확보할 수 있었습니다.

형상 적응형 센서, 다양한 활용 가능성 제시

개발된 촉각 센서는 외부 압력이나 변형에 따라 전기적 신호를 생성하며, 특히 액체 전해질의 유연성을 활용하여 다양한 형태와 환경에 적응할 수 있는 형상 적응형 특성을 갖습니다. 이는 웨어러블 기기, 로봇, 의료 기기 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 예를 들어, 웨어러블 기기에는 사용자의 움직임을 감지하고 생체 신호를 모니터링하는 센서로 활용될 수 있으며, 로봇에는 촉각 정보를 제공하여 더욱 정교한 작업 수행을 가능하게 할 수 있습니다.

에너지 하베스팅 기술, 자가 발전 시대 개막 기대

이 기술은 주변 환경에서 발생하는 미세한 진동, 압력, 열 등을 전기 에너지로 변환하여 자가 발전이 가능하도록 합니다. 이는 배터리 교체 없이 장기간 사용할 수 있는 에너지 자립형 시스템 구축에 기여할 수 있으며, 특히 전력 공급이 어려운 지역이나 극한 환경에서 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다. 연구팀은 앞으로도 액체 전해질 기반의 에너지 수확 및 촉각 센서 기술을 더욱 발전시켜, 다양한 분야에 적용할 수 있도록 노력할 계획입니다.

연구 성과 및 향후 계획

이번 연구는 국제 저명 학술지에 게재되었으며, 관련 특허 출원도 진행 중입니다. 명지대학교는 앞으로도 산학 협력을 통해 에너지 기술 분야의 혁신을 선도하고, 사회에 기여할 수 있는 연구를 지속적으로 추진해 나갈 것입니다.