간단한 잉크젯 프린팅 기술을 이용해 외부 진동과 굽힘 같은 기계적 변형으로부터 전기를 생성할 수 있는 플렉서블 압전발전소자가 개발됐다.

경남과학기술대학교 에너지공학과 박귀일 교수 연구팀은 고효율 압전나노소재를 유연한 플라스틱 기판에 직접 코팅할 수 있는 기술을 개발하고, 이를 이용해 휘어질 때마다 전기를 스스로 생산하는 에너지 생성소자인 플렉서블 압전발전소자를 개발했다고 13일 밝혔다.  

박 교수 연구팀은 이 연구결과를 에너지분야 세계적 학술지인 ‘나노 에너지’ 11월호에 게재했다. 

플렉서블 압전발전소자는 물리적 힘이 가해질 때 전기를 생성하는 압전효과를 이용한 에너지 생성 소자로, 아무런 제한 없이 언제 어디서나 공급될 수 있는 기계적 힘을 이용해 에너지를 생성한다는 것이 다른 신재생 에너지 소자들과의 차별성이자 장점이라고 연구팀은 설명했다. 

연구팀은 특히 고온공정과 전사공정 없이 잉크젯 프린팅 공정만으로 얇은 플라스틱 기판 상에서 고효율 하이브리드 압전후막은 물론 상·하부 전극막을 구현함으로써, 구부러질 때마다 약 7V의 전압과 3μA의 전류를 생성하는 플렉서블 압전발전소자를 개발한 것이다. 

이번 연구의 공동 교신저자인 성균관대학교 김종희 박사는 “세라믹 고유 특성을 유지하면서 높은 유연성과 가공성 등 유기 소재의 장점을 부여한 새로운 잉크젯 프린팅 소재”라고 말했다.  

경남과기대 박귀일 교수는 “잉크젯 프린팅 기술은 유기-무기 압전소재 뿐만 아니라 전극소재도 코팅이 가능하다. 이처럼 단일 공정을 통해 대면적 플렉서블 압전발전소자를 개발한 것은 세계 최초이며, 기존에 보고된 제작기술들의 기술적 한계를 극복한 기술”이라고 말했다.

진주=이영호 기자 hoho@kukinews.com