직물 마찰 이용해 전기 생산하는 ‘옷 발전장치’ 만들었다

국내 연구진이 옷감의 마찰을 이용해 전기를 생산하는 직물형 마찰전기 발전소자(WTNG)를 개발했다. 일종의 ‘옷 발전기’인 이 장치는 착용형(웨어러블) 전자기기의 전원으로 사용될 수 있다.

성균관대 신소재공학부 김상우 교수팀은 8일 은 코팅 섬유와 산화아연 나노막대 구조, 실리콘 고분자 물질인 폴리디메틸실록산(PDMS)을 이용해 마찰을 전기로 바꾸는 직물형 마찰전기 발전소자를 개발했다고 밝혔다. 이 발전소자를 실제 옷에 적용해 자체 생산한 전기만으로 LED와 LCD 장비, 원격 자동차 키를 작동시켰다. 연구 결과는 미국화학회(ACS)가 발간하는 나노분야 학술지 ‘ACS 나노' 최신호에 게재됐다.

마찰전기 발전소자는 서로 다른 두 물질이 마찰할 때 발생하는 정전효과와 분극현상을 통해 기계적 에너지를 전기에너지로 바꾸는 것이다. 은 코팅 직물과 나노막대, PDMS코팅 직물이 마찰하면 은 코팅 직물은 양전하를, 나노막대와 PDMS코팅 직물은 음전하를 갖게 되고, 두 물질이 붙고 떨어지는 과정에서 양쪽 전극에서 전위차에 의한 전기가 생산된다. 이렇게 제작된 마찰전기 발전소자를 4x4㎠ 면적으로 만들어 옷의 소매 부위에 부착하고 실험한 결과 출력전압 170V, 출력전류 110㎂의 전기가 생산됐다. 이 전기로 옷에 붙인 LCD, LED를 작동하고 차량용 무선 리모트 키도 구동했다.

권기석 기자 keys@kmib.co.kr

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