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동국대 김영성 교수 연구팀, 차세대 자가발전 센서 및 에너지 하베스팅 소자 개발

등록일 2025.09.18. 조회 443

- 캐나다 캘거리대학 연구팀과 공동연구… 차세대 에너지하베스팅 소자 개발
- 나노기공 탄소소재 기반으로 직류 전력 발생… 기존 소자 대비 약 6배 성능 향상
- 국제 저명 학술지 Chemical engineering journal 게재

 

김영성 동국대 교수

▲ 김영성 기계로봇에너지공학과 교수


동국대학교(총장 윤재웅)는 기계로봇에너지공학과 김영성 교수와 캐나다 캘거리대학 연구팀이 공동연구로 생체역학적 움직임에 따른 차세대 에너지 하베스팅 및 센싱 소자를 개발했다고 밝혔다.

 

국제공동 연구팀은 생체역학적 움직임에 따른 에너지하베스팅을 위해서 신발의 인솔에 설치가능한 소자를 개발했다. 연구팀은 "캡톤 기반 기계식 정류기를 이용해 설계의 단순화 및 소형화를 이뤄냈으며, 나노기공 탄소소재가 가진 표면적·공극률·전하저장 특성을 극대화했다"고 밝혔다.

 

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이번에 개발된 탄소소재 고효율 출력소자는 기존 소자보다 약 5.7배 이상 성능이 향상됐으며, 4만 회 이상의 테스트를 통해 내구성을 검증했다. 특히, 기존 교류방식과는 다르게 복잡한 정류 회로 없이도 사용이 가능한 직류 전력을 출력할 수 있어 향후 웨어러블 디바이스, IoT 센서 노드, 스포츠·의료 분야, 휴대용 전자기기 등에 활용될 것으로 기대를 모은다.

 

김영성 교수는 “소재 및 소자의 구조와 구동 메커니즘을 개발하여 신발의 인솔에서도 내구성을 가지며 기존 소재의 한계를 극복하고 디바이스 설계 및 제작의 최적화 방법을 제시한 것”이라며, ”이번 연구는 생체역학적 움직임에 기반하고 있지만 향후 여러 반복적인 모션을 가지는 로봇 시스템의 움직임에 따른 에너지 하베스팅 소자에도 적용될 수 있을 것“이라고 후속 연구에 대한 기대감을 전했다.

 

이번 연구는 <Bimetallic nanoporous carbon-based direct-current triboelectric nanogenerators for biomechanical energy harvesting and sensing>라는 제목으로 국제 저명 학술지 <Chemical engineering journal, Impact Factor 13.4, JCR상위 3.1%> 25년 9월호에 정식 게재됬다.

 

한편, 이번 연구 결과는 과학기술정보통신부 한국연구재단 선도연구센터지원사업과 산업통상자원부 한국산업기술진흥원 산업혁신인재성장지원 사업을 통해 이뤄졌다.

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