한국화학연구원(원장 김성수)이 개발한 '유연 압전소재 기반 에너지하베스팅 기술'은 스스로 전기를 만드는 새로운 소재기술이다. 움직이거나 휘어지는 변화를 통해 전기를 생산한다.
기존 유연 압전소재는 압력을 받으면 전기를 생산하는 '압전특성'을 가진 물질과 탄성을 가진 고분자 물질을 혼합해 만든다. 그러나 기존 기술로는 혼합 물질 사이에 결합이 잘 이뤄지지 않고 입자도 고르게 분산되지 않는 문제가 발생한다. 이 때문에 발전량도 적었다.
화학연은 세라믹 나노입자와 고분자 물질을 단단하게 화학적으로 결합하는 기술을 개발해 새로운 압전소재를 만들었다.
압전 특성을 띠는 세라믹 나노입자에 '아민' 화학 작용기를 붙여주고, 이 작용기에 잘 결합하는 유연한 '블록공중합체 고분자 물질'을 찾아내 활용했다. 이들 물질을 혼합 열처리해 화학적으로 단단하게 결합되고 입자가 고르게 분산된 유연 압전 신소재를 구현했다.
연구팀은 이 신소재를 웨어러블 기기와 사물인터넷(IoT) 무선 센서의 핵심 소재로 활용할 수 있다고 설명했다.
기술진척도는 기술준비수준(TRL) 기준 3단계에 해당한다. 현재 테스트 제품을 만들어서 성능을 검증하는 단계에 돌입했다.
관련 특허는 국내에 한 건 등록을 마쳤고, 해외에서도 세 개 특허를 출원한 상태다.
최영민 화학연 박사는 “우리나라와 미국, 유럽, 중국에서 특허 권리를 확보한 상태”라며 “이 기술은 4차 산업혁명 시대에 반드시 필요한 자가발전 소재로 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
