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사람이 걸음을 디딜 때마다 전기가 충전되는 기술이 개발됐다. 이 기술이 실용화되면 걸으면서 휴대전자기기에 전기를 충전하는 시대가 현실화될 전망이다.

미국 루이지애나대 전기공학과 빌 카자카리 교수팀은 최근 신발 바닥에 압력을 전기로 바꾸는 압전장치를 넣어 전기를 충전하는 기술을 개발했다. 이 기술은 ‘초미세전기기계시스템(MEMS) 인베스터 저널’ 인터넷 최신판에 소개됐다.

스마트폰이나 내비게이션, 전자책 같은 휴대 전자기기가 늘면서 최근 MEMS기술을 이용해 쉽고 편하게 전기를 생산하는 방법에 대한 연구가 늘고 있다.

카자카리 교수팀은 표면에 금속을 입힌 고분자 물질(폴리머)을 신발 밑창에 넣어 발을 내딛을 때 압력을 전기로 변환하는 기술을 개발했다. 이 폴리머 발전기는 세라믹으로 만든 것보다 부드럽고 튼튼해 걸을 때 충격을 완화해 준다.

압전물질은 상대적으로 높은 전압을 만들지만 전류는 적게 생산하는 단점이 있다. 발전장치에 사용된 폴리머는 한 걸음에 5mJ(밀리줄, 1mJ=10-3J)의 에너지를 생성한다. 하지만 전압이 커서 적은 전력을 사용하는 민감한 센서에는 사용하기 어렵다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 전압을 낮추는 조정회로를 개발했다. 이 회로는 높은 전압을 3V로 전환해 배터리를 충전하거나 직접 전자기기에 공급한다. 이렇게 만든 신발형 발전기는 한 걸음을 내딛을 때마다 평균 2mW(밀리와트, 1mW=10-3W)를 생산한다.

카자카리 교수는 “이 기술은 라디오파를 쓰는 센서나 위성위치확인시스템(GPS)센서 같은 장치에 적용할 수 있다”며 “현재 휴대전화 수준의 휴대기기에 전기를 공급하는 연구를 진행하고 있다”고 설명했다.

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2010년 06월 과학동아 정보

  • 문경수 기자

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