▲ 에너지 하베스팅 뜻 에너지 하베스팅 뜻 에너지 하베스팅 뜻에 관심이 쏠리고 있다. 한국과학기술기획평가원(KISTEP, 원장 박영아)은 과학기술 발전의 혜택을 더 많은 사람들이 누릴 수 있도록 도와주고 사회적 약자의 복지에 기여하며 불평등을 해소할 수 있는 ‘우리 사회 격차 줄여줄 10대 미래유망기술’을 선정하고 지난달 발표했다. 스마트폰을 통한 혈당, 혈압, 심박 등의 측정, 시각장애인을 위한 디지털 지팡이, 스티커 하나로 노년층의 건강을 체크할 수 있는 바이오 스탬프 등이 우리 사회의 격차를 줄여줄 10대 유망 기술로 선정됐다. 의료·정보·에너지·문화·교육 격차 등으로 세분화하여 10년 내에 실현 가능한 기술들을 뽑았는데 특히 건강관련 기술이 눈에 띄었다. 스마트폰의 센서나 카메라 등 액세서리를 통해 혈당, 혈압, 심박수 등 생체정보를 측정하고 결과를 바로 전송하는 ‘스마트폰 진단 기술’과 빅데이터를 활용해 건강 예측과 질병 예방을 도모하는 ‘의료 빅데이터 기술’ 등이다. 또 반창고나 스티커, 문신처럼 센서를 피부에 붙여 몸의 건강상태를 모니터링하는 ‘바이오스탬프’(신체부착 센서기술), 나노 소재를 활용해 폐에너지를 전기에너지로 전환하는 ‘에너지 하베스팅 기술’ 등도 우리 사회 격차를 줄여줄 유망 기술로 선정돼 주목받고 있다. 에너지 하베스팅은 버려지는 에너지를 모아 전기로 만드는 것, 즉 나노 소재를 활용해 기계적 진동에너지, 자연의 빛에너지, 폐열 등 버려지는 에너지를 수확해 전기에너지로 바꾼 뒤 재활용하는 기술로 특히 압전 현상을 이용해 에너지를 얻는 경우가 많다. 압전이란 어떤 물질에 물리적인 힘을 가해 외형을 변형시켰을 때 전기가 발생하는 현상이다. 예를 들어 도로에 면적이 넓은 하베스터를 설치한 뒤 자동차가 밟고 지나갈 때마다 에너지를 모으거나 유동인구가 많은 지역에 특정 패널을 설치해 사람들이 밟고 지나갈 때 생기는 전기로 가로등을 밝히는 경우가 해당된다. 지하철이나 기차 벽면, 에어컨 실외기의 진동, 자동차의 배기열, 걸을 때 발뒤꿈치가 바닥을 누르는 힘 등 일상에서 쉽게 지나치는 모든 것이 에너지 수확 대상이다. 이는 전력 수요를 낮추고 온실가스 배출을 줄일 수 있는 친환경 기술이다. 또한 체열을 이용하는 에너지 하베스팅 기술은 배터리를 교체할 필요가 없는 인공장기나 초소형 의료로봇 개발 등에도 응용이 가능하다. /온라인편집부 news@fnnews.com

에너지 하베스팅 뜻에너지 하베스팅 뜻, 에너지 하베스팅 뜻, 에너지 하베스팅 뜻, 에너지 하베스팅 뜻에너지 하베스팅 뜻에 관심이 모이고 있다. 에너지 하베스팅(Energy Harvesting)이란 일상생활에서 버려지거나 소모되는 에너지를 모아 전력으로 재활용하는 기술을 말한다.용어 그대로 주변에서 버려지는 에너지를 수확(하베스트)해 사용할 수 있는 전기에너지로 변환하고 이를 이용하는 것이다.에너지 하베스팅의 주요 에너지원은 진동, 사람의 움직임, 빛, 열, 전자기파 등이다. 서로 다른 금속접합으로 이뤄진 폐쇄회로에서 접점의 온도가 다르면 전류가 흐른다는 제베크 효과와 반대로, 회로에 전류를 흘려주면 접점의 한 쪽에서는 열을 내고 다른 한쪽은 열을 흡수한다는 펠티에 효과 등을 통칭하는 '열전효과'와 압력을 가하면 전기가 발생하는 '압전효과'를 이용한 기술이다에너지 하베스팅이라는 개념은 1954년 미국 벨연구소가 태양전지 기술을 공개할 때 처음 나왔다. 대표적으로 태양광을 수집하는 태양전지, 열을 모으는 열전소자, 진동이나 기계적 변위를 전기로 전환하는 압전소자, 전자기파를 수집하는 RF 방식 등이 있다. 특히 압전소자는 다른 소자보다 효율이 높고 작은 기기에 적용하기 쉬워 꾸준히 개발돼 왔다.최근에는 전선 주변에 생기는 전자기 유도 현상을 이용하거나 와이파이(Wi-Fi)의 전파에너지를 모으는 등 새로운 기술이 잇따라 등장하고 있다.실제로 애플과 삼성이 스마트워치를 내놓은 이후 웨어러블 기기에 쓸 수 있는 에너지 하베스팅 신기술이 급부상했다.하지만 에너지 하베스팅의 단점도 많다. 가장 큰 단점은 출력이 들쑥날쑥 하다는 것. 흐리거나 비가 오면 태양광 전지는 무용지물이다. 도로에 자동차가 지나가지 않으면 압전소자는 전기를 전혀 만들 수 없다. 특히 소자의 효율이 현재로서는 너무 낮다는 점이다.에너지 하베스팅 뜻, 에너지 하베스팅 뜻, 에너지 하베스팅 뜻, 에너지 하베스팅 뜻온라인편집부

▲ 에너지 하베스팅 뜻 에너지 하베스팅 뜻 에너지 하베스팅 뜻이 공개되며 이목을 끌고 있다. 한국과학기술기획평가원(KISTEP, 원장 박영아)은 과학기술 발전의 혜택을 더 많은 사람들이 누릴 수 있도록 도와주고 사회적 약자의 복지에 기여하며 불평등을 해소할 수 있는 ‘우리 사회 격차 줄여줄 10대 미래유망기술’을 선정하고 지난달 발표했다. 스마트폰을 통한 혈당, 혈압, 심박 등의 측정, 시각장애인을 위한 디지털 지팡이, 스티커 하나로 노년층의 건강을 체크할 수 있는 바이오 스탬프 등이 우리 사회의 격차를 줄여줄 10대 유망 기술로 선정됐다. 의료·정보·에너지·문화·교육 격차 등으로 세분화하여 10년 내에 실현 가능한 기술들을 뽑았는데 특히 건강관련 기술이 눈에 띄었다. 스마트폰의 센서나 카메라 등 액세서리를 통해 혈당, 혈압, 심박수 등 생체정보를 측정하고 결과를 바로 전송하는 ‘스마트폰 진단 기술’과 빅데이터를 활용해 건강 예측과 질병 예방을 도모하는 ‘의료 빅데이터 기술’ 등이다. 또 반창고나 스티커, 문신처럼 센서를 피부에 붙여 몸의 건강상태를 모니터링하는 ‘바이오스탬프’(신체부착 센서기술), 나노 소재를 활용해 폐에너지를 전기에너지로 전환하는 ‘에너지 하베스팅 기술’ 등도 우리 사회 격차를 줄여줄 유망 기술로 선정돼 주목받고 있다. 에너지 하베스팅은 버려지는 에너지를 모아 전기로 만드는 것, 즉 나노 소재를 활용해 기계적 진동에너지, 자연의 빛에너지, 폐열 등 버려지는 에너지를 수확해 전기에너지로 바꾼 뒤 재활용하는 기술로 특히 압전 현상을 이용해 에너지를 얻는 경우가 많다. 압전이란 어떤 물질에 물리적인 힘을 가해 외형을 변형시켰을 때 전기가 발생하는 현상이다. 예를 들어 도로에 면적이 넓은 하베스터를 설치한 뒤 자동차가 밟고 지나갈 때마다 에너지를 모으거나 유동인구가 많은 지역에 특정 패널을 설치해 사람들이 밟고 지나갈 때 생기는 전기로 가로등을 밝히는 경우가 해당된다. 지하철이나 기차 벽면, 에어컨 실외기의 진동, 자동차의 배기열, 걸을 때 발뒤꿈치가 바닥을 누르는 힘 등 일상에서 쉽게 지나치는 모든 것이 에너지 수확 대상이다. 이는 전력 수요를 낮추고 온실가스 배출을 줄일 수 있는 친환경 기술이다. 또한 체열을 이용하는 에너지 하베스팅 기술은 배터리를 교체할 필요가 없는 인공장기나 초소형 의료로봇 개발 등에도 응용할 수 있는 것으로 알려졌다. /온라인편집부 news@fnnews.com

[파이낸셜뉴스]   흉터를 최소화하면서도 상처를 더 빠르게 회복시킬 수 있는 자가구동 전기밴드가 개발됐다. 삼성서울병원 신경과 최병옥, 피부과 이종희 교수와 연세대학교 신소재공학과 김상우 교수 공동 연구팀은 전자기파 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 기술 기반 ‘자가구동(Self-Powered) 상처치료 전자약(이하 전기밴드)’을 개발했다고 30일 발표했다.  상처에 전기자극을 주면 주변 섬유아세포들이 이동, 혈류증가, 염증해소 및 상처 부위 콜라겐 분비를 유도해 상처를 메우는 세포 재생 효과를 이용했다. 이번에 개발된 전기밴드는 TV, 노트북, 핸드폰 등 일반 전자기기에서 방출되는 50/60 헤르츠(Hz) 전자기파를 전기에너지로 바꾸는 에너지하베스팅 기술을 이용했다. 배터리 충전이나 외부 전원 공급 없이 구동할 수 있다는 뜻이다. 김상우 교수는 “그동안 주로 IT에 적용했던 에너지 하베스팅 기술을 바이오-의학 분야에 접목한 것”이라며 “미래 신산업 창출에 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 연구팀에 따르면 치료 효과가 충분한 만큼 상업화 가능성도 한층 커졌다. 연구팀이 진행한 세포 이동 실험에서 배양접시 위에 상처를 모방한 빈 공간을 만들고 전기자극을 주자 주변 세포의 95.6%가 이동했다. 상처에 새살이 돋아난 것과 같은 원리다. 전기자극이 없을 때 63.1%만 이러한 효과를 보인 것과 비교하면 차이가 매우 컸다. 반면 전기자극으로 인한 부작용은 나타나지 않았다. 세포독성 검사에서 세포 생존율은 100%였다. 자극으로 인한 DNA 손상도 발견되지 않아 안전하다는 평가였다. 마우스를 이용한 동물실험에서도 마찬가지로 전기밴드의 치료 효과가 월등했다. 이종희 교수는 “기존 상처 치료제들보다 더 빠르고 효과적으로 흉터 없는 상처 치료가 가능한 전기자극 장치”라고 평가했다. 최병옥 교수는 “새로운 종류의 에너지 하베스팅 기반 의료기기를 개발함에 따라 다른 분야 기술로 확장할 수 있는 잠재력이 크다”고 기대감을 나타냈다. 한편, 이번에 개발된 전기밴드는 한국연구재단 리더연구자사업 및 삼성서울병원의 SMC-SKKU 협업연구 지원을 받아 수행되었으며, 국제 학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈 (Advanced Materials, IF=29.4)’에 연구 결과가 실렸다. stand@fnnews.com 서지윤 기자

[파이낸셜뉴스] 포항공과대(POSTECH) 화학공학과 전상민 교수팀은 사람의 숨호흡 속에 섞인 습도만으로도 전기를 생산하는 발전기를 개발했다. 전상민 교수는 "이 발전기를 활용해 중환자나 산업 근로자 건강 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있는 마스크를 현재 개발 중"이라고 말했다. 이는 자연적으로 발생하는 에너지를 전기 에너지로 바꿔 수확하는 '에너지 하베스팅' 기술로, 탄소 배출을 줄이고, 에너지 효율성과 지속 가능성을 높이는 친환경 기술이다. 14일 POSTECH에 따르면, 이 기술로 만든 발전기가 상대습도 90%일때 1.2V의 전압과 2.8㎃/㎠의 전류밀도를 기록했다. 이는 기존에 비해 각각 2배, 10배 향상된 수치로 지금까지 학계에 보고된 것 중 최고 수준이다. 발전기 테스트에서는 가로 세로가 각각 6㎜ 크기의 발전기를 직렬로 5개를 연결했을때 축전기 없이도 디지털 계산기와 자외선(UV) LED를 작동시켰다. 발전기 제작때 들어간 소재는 청바지를 만들 때 많이 사용하는 색소인 프러시안 블루가 산화된 물질로 제작 비용이 비교적 저렴하다. 또 상온과 상압에서 전기화학적 반응을 일으킬 수 있다는 장점이다. 연구진은 수분 구동 발전기를 개발할때 전극을 바꾸는 방식으로 전력 출력값을 높이려는 기존 연구들과 달리 활성 물질에 주목했다. 활성 물질은 수분을 흡수해 이온이 쉽게 이동할 수 있는 환경을 만들고, 전기화학 반응을 촉진해 전력 생산 효율을 높인다. 연구진은 철과 시안화물 이온을 결합한 '베를린 그린'을 활성 물질로 사용해 수분 구동 발전기용 이중층 부품을 만들었다. 이 이중층 기반의 수분 구동 발전기가 수분을 흡수하자 시안화물 이온 층에 있는 나트륨 이온이 떨어져 나와 베를린그린 복합층으로 이동했으며, 이때 전자가 이동하면서 전기가 만들어진다. 또 이와 동시에 베를린 그린에 나트륨 이온이 삽입돼 베를린 그린이 프러시안 블루로 환원되면서 전기를 추가로 생산했다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 수분 구동 발전기를 에너지 환경 분야 국제 학술지 중 하나인 '에너지와 환경과학(Energy & Environmental Science)'에 발표했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술연구원(KIST) 전자재료연구센터 허성훈 박사팀이 열과 진동을 전기로 만드는 하이브리드 에너지 하베스터를 개발했다. 특히 열전 효과와 압전 효과를 접목해 생산 전력을 50%이상 높여 위성항법시스템(GPS) 센서를 작동시키는데 성공했다. 이 에너지 하베스터는 주변의 폐열 뿐만아니라 진동 에너지를 동시에 전기로 만들어 사물인터넷(IoT) 센서등 실생활 무선 장치의 독립 전원으로 사용할 수 있다. 14일 KIST에 따르면, 기존에도 열이나 압력 등 단일 모드의 에너지 하베스터 한계를 극복하기 위해 하이브리드형 에너지 하베스터가 연구됐지만, 각 메커니즘에서 만들어진 에너지를 단순 결합하는 방식이 주를 이뤘다. 연구진은 열과 압력을 전기로 만드는 부품의 단점을 상호보완해 열원과 진동이 있는 환경에서 시너지 효과를 낼 수 있게 만들기 위해 집중했다. 먼저 부피가 크고 공기가 닿는 단면적이 넓은 정적인 형태인 히트싱크 대신, 한쪽 끝은 고정되고 다른 쪽 끝은 자유로운 형태인 '캔틸레버' 형의 동적 히트싱크를 만들었다. 이렇게 만들어진 히트싱크는 진동 환경에서 방열 효과를 더 끌어올려 25% 이상 향상된 열전 출력을 얻었다. 또 이 캔틸레버에 섬유 형태의 압전 세라믹으로 구성된 폴리머형 압전 부품(MFC)을 부착했다. 이렇게 만들면 압전 부품은 캔틸레버의 떨림에 따라 늘어나고 수축되는 변형이 반복 발생함으로써 추가적인 전기가 만들어진다. 연구진은 이 하이브리드 에너지 하베스터를 GPS 위치추적 센서에 달았다. 그결과, 이 센서는 별도의 배터리 전력 공급 없이도 안정적으로 작동했다. 허성훈 박사는 "이 테스트를 통해 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템이 우리 실생활에 안정적으로 적용될 수 있음을 확인했다"며, "자동차 엔진처럼 열과 진동이 함께 존재하는 곳에서 효과성을 확인했으며, 현재 전력을 공급하기 어려운 공장 설비 또는 건설기계 엔진 등에 적용해 무선으로 상태진단이 가능한 시스템을 구축하는 연구를 구상 중"이라고 말했다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 하이브리드 에너지 하베스터를 에너지 분야 국제 학술지인 '에너지 변환과 관리(Energy Conversion and Management)'에 발표했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

【파이낸셜뉴스 울산=김만기 기자】 "페로브스카이트 태양전지를 만드는데 원재료부터 최종 코팅까지 하루도 안걸린다. 디스플레이 제조 기술과 비슷한데 재료를 용매에 녹여 3층으로 쌓기만 하면돼 획기적이다." 지난 4월 28일 울산과학기술원(UNIST) 에너지 하베스팅 연구실에서 만난 석상일 교수는 손바닥만한 태양전지를 보여주면서 이같이 말했다. 석 교수는 지금까지 수차례 페로브스카이트 태양전지 세계 최고 효율을 경신해오고 있다. 지난 2월에는 26.08%를 달성해 '네이처'에 발표했다. 그의 연구실 앞에는 2014년 국제학술지 네이처 머티리얼스(Nature Materials)에 발표했던 한편의 논문이 붙어있다. 이 논문은 전 세계에서 페로브스카이트를 만드는 표준 레시피가 됐다. 태양빛을 받아 전기를 만드는 태양전지는 현재 대부분 실리콘 태양전지를 쓰는데 제조과정이 복잡해 별도 설비가 필요하고, 높은 온도에서 작업해야해 가성비도 떨어진다. 반면 페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 구조의 결정성 반도체를 얇은 막으로 코팅해 실리콘 태양전지보다 효율은 높이면서 가격을 낮출 수 있다. 실험실에서는 여러 연구원들이 페로브스카이트 태양전지 분석이 한창이었다. 두 연구원이 작은 실험용기에 페로브트카이트 물질을 넣고 분석하고 있었다. 또 다른 연구원은 모니터 앞에서 내구성 테스트 데이터를 보며 분석중이었다. 에너지 효율 및 공정이 단순함에도 왜 아직까지 상용화가 되지 못했을까. 석 교수는 이에 대해 실리콘 태양전지의 급격한 하락을 꼽았다. 석 교수는 "기존 제품 중 10년새 단가가 90% 하락한게 있었냐"며 "실리콘 가격이 급격하게 하락하다보니 이길 수 있는 방법이 없었다"고 설명했다. 이를 뛰어넘을 수 있는 방법은 실리콘과 페로브스카이트를 함께 사용하는 것이라고 말했다. 최근 실리콘과 페로브스카이트를 함께 사용해 33.2%까지 효율을 끌어올린 연구성과가 발표된 사례를 언급했다. 그는 "지난 30년간 고가의 원료를 사용해 효율을 32.9%냈지만 평범한 재료로 이런 수치가 나온 것은 패러다임을 바꿀 수 있게 진화했다"고 설명했다. 석 교수의 연구실 앞 복도에는 여러 연구자들이 나란히 서 있는 사진이 있다. 올해 1월 영국 랭크재단은 석상일 교수와 성균관대 박남규 교수를 포함한 페로브스카이트 태양전지 탄생과 발전에 기여한 7명의 세계 연구자들에게 '2022년 랭크 광전자공학상(Rank Prize in Optoelectronics)'을 수여했다. 이 상은 공식적으로 우리가 페로브스카이트 분야의 개척자이자 선구자로서 인정받았다는 점에서 상당한 의미가 있다. 석 교수는 "페로브스카이트를 상용화 되고 이로 인해 노벨상을 받게 된다면 이 사진에 있는 사람 중 3명이 받게 될 것"이라고 설명했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

【울산=김만기 기자】 "페로브스카이트 태양전지를 만드는데 원재료부터 최종 코팅까지 하루도 안걸린다. 디스플레이 제조 기술과 비슷한데 재료를 용매에 녹여 3층으로 쌓기만 하면돼 획기적이다." 지난 28일 울산과학기술원(UNIST) 에너지 하베스팅 연구실에서 만난 석상일 교수는 손바닥만한 태양전지를 보여주면서 이같이 말했다. 석 교수는 지금까지 수차례 페로브스카이트 태양전지 세계 최고 효율을 경신해오고 있다. 지난 2월에는 26.08%를 달성해 '네이처'에 발표했다. 그의 연구실 앞에는 2014년 국제학술지 네이처 머티리얼스(Nature Materials)에 발표했던 한편의 논문이 붙어있다. 이 논문은 전 세계에서 페로브스카이트를 만드는 표준 레시피가 됐다. 태양빛을 받아 전기를 만드는 태양전지는 현재 대부분 실리콘 태양전지를 쓰는데 제조과정이 복잡해 별도 설비가 필요하고, 높은 온도에서 작업해야해 가성비도 떨어진다. 반면 페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 구조의 결정성 반도체를 얇은 막으로 코팅해 실리콘 태양전지보다 효율은 높이면서 가격을 낮출 수 있다. 실험실에서는 여러 연구원들이 페로브스카이트 태양전지 분석이 한창이었다. 두 연구원이 작은 실험용기에 페로브트카이트 물질을 넣고 분석하고 있었다. 또 다른 연구원은 모니터 앞에서 내구성 테스트 데이터를 보며 분석중이었다.  에너지 효율 및 공정이 단순함에도 왜 아직까지 상용화가 되지 못했을까. 석 교수는 이에 대해 실리콘 태양전지의 급격한 하락을 꼽았다. 석 교수는 "기존 제품 중 10년새 단가가 90% 하락한게 있었냐"며 "실리콘 가격이 급격하게 하락하다보니 이길 수 있는 방법이 없었다"고 설명했다. 이를 뛰어넘을 수 있는 방법은 실리콘과 페로브스카이트를 함께 사용하는 것이라고 말했다. 최근 실리콘과 페로브스카이트를 함께 사용해 33.2%까지 효율을 끌어올린 연구성과가 발표된 사례를 언급했다. 그는 "지난 30년간 고가의 원료를 사용해 효율을 32.9%냈지만 평범한 재료로 이런 수치가 나온 것은 패러다임을 바꿀 수 있게 진화했다"고 설명했다. 석 교수의 연구실 앞 복도에는 여러 연구자들이 나란히 서 있는 사진이 있다. 올해 1월 영국 랭크재단은 석상일 교수와 성균관대 박남규 교수를 포함한 페로브스카이트 태양전지 탄생과 발전에 기여한 7명의 세계 연구자들에게 '2022년 랭크 광전자공학상(Rank Prize in Optoelectronics)'을 수여했다. 이 상은 공식적으로 우리가 페로브스카이트 분야의 개척자이자 선구자로서 인정받았다는 점에서 상당한 의미가 있다. 석 교수는 "페로브스카이트를 상용화 되고 이로 인해 노벨상을 받게 된다면 이 사진에 있는 사람 중 3명이 받게 될 것"이라고 설명했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 버려지는 미세자기장으로 사물인터넷(IoT) 센서를 구동할 수 있는 전기 에너지를 생산하는 신기술이 개발됐다. 국립부경대학교 황건태 교수(재료공학전공) 연구팀은 한국재료연구원 장종문 박사팀, 한국해양대학교 이삼녕 교수팀, 영남대학교 류정호 교수팀과 함께 다기능 IoT 센서를 구동할 수 있는 현존 최고 출력의 ‘자기장 구동형 하이브리드 에너지 하베스팅 소자’를 개발했다고 1일 밝혔다. 4차 산업의 핵심기술로 떠오른 IoT는 다기능 센서와 무선통신 기능을 결합해 국가기반 시설의 무인감시, 조기경보 등 사회와 산업 전반에 활용될 수 있지만, IoT 센서에 전기 에너지를 원활하게 공급하는 것이 관건이다. 수많은 IoT 센서의 배터리를 일일이 교체하는 것은 비효율적이고, 사람의 접근이 어려운 곳에 설치된 IoT 센서는 주기적으로 배터리를 교체하기도 어렵기 때문이다. 이 같은 IoT 센서의 에너지원으로 활용하기 위해 우리 주위 어디에나 있는 전력선에서 필연적으로 발생하는 미세전기장을 수집해 에너지로 변환하는 자기장 에너지 하베스팅은 신재생 에너지 기술로 최근까지 활발한 연구가 진행되고 있다. 지금까지 개발된 자기장 에너지 하베스팅 기술은 에너지 발전 출력이 수 밀리와트(mW) 수준으로 매우 낮아 수십 mW를 소모하는 다기능 IoT 센서의 실시간 구동은 불가능한 문제점이 있었다. 부경대 황 교수팀이 이번에 개발한 하이브리드 자기장 에너지 하베스팅 소자는 기존보다 약 10배 높은 최대 60 mW의 에너지 출력을 달성했다. 연구팀은 이 소자를 적용해 습도, 온도, 자외선, 광량, 유기화합물, 이산화탄소, 압력, 소음, 자기장을 실시간으로 감지하는 다기능 IoT 센서의 연속 구동에도 성공했다. 연구팀은 세계에서 처음으로 압전효과와 전자기유도 효과를 동시에 적용하는 하이브리드 방식을 적용하는 한편, 새로운 기계적 공진모드를 발견해 하이브리드 자기장 에너지 하베스팅 소자에 도입했고, 압전효과 발생을 위해 사용된 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr,Ti)O3(PMN-PZT) 물질의 산소공공 농도를 조절해 에너지 발전 출력을 비약적으로 높이는데 성공했다. 이번 연구는 한국연구재단과 한국재료연구원 등의 지원으로 진행됐다. 연구 결과는 재료공학 분야의 세계적인 학술지 <Advanced Functional Materials>에 최근 표지논문으로 게재됐다. bsk730@fnnews.com 권병석 기자

[파이낸셜뉴스] LG유플러스가 글로벌 통신장비 제조업체 노키아 6세대 통신(6G) 기술 개발을 위해 손을 맞잡는다. LG유플러스는 노키아와 함께 기존 5G의 진화단계인 '5G 어드밴스드(Advanced)'와 6G 분야 연구개발 협력을 강화하는 업무협약을 체결했다고 6일 밝혔다. 이번 협약으로 양사는 5G 어드밴스드·6G에서 본격화할 △네트워크 구조 확장 △주파수 확장 △서비스 공간 확장 기술 개발 등을 위해 긴밀하게 협력할 예정이다. 주요 기술 요구사항 도출, 새로운 기술 발굴에도 협력을 강화한다. 양사는 오픈랜 관련 주요 기술에 대한 공동 연구를 진행할 계획이다. 6G 네트워크에서는 오프랜과 같이 이동통신 무선접속망(RAN)을 구성하는 기지국 등 무선 통신장비의 하드웨어(HW)와 소프트웨어(SW)를 분리하고, 서로 다른 제조사 장비 간 연동을 구현하는 표준 기술이 필요하기 때문이다. 이에 따라 양사는 △개방형 프론트홀 △Cloud RAN △무선접속망 지능형 컨트롤러(RIC) 등을 공동연구 계획에 포함시킬 예정이다. LG유플러스는 "오픈랜 기술이 추후 상용화되면 통신사는 네트워크 구축에 유연성을 확보하고, 다양한 산업계로부터 기술혁신을 유발할 수 있는 기회를 창출하게 된다"고 설명했다. 버려지는 에너지를 재사용하는 '에너지 하베스팅(Energy Harvesting)' 분야에도 적극 협력할 계획이다. 6G 네트워크를 확장하는 기술에 해당되기 때문이다. 양사는 신기술인 '액체 냉각 기지국'의 기술적 효용성과 활용 방안도 공동 연구할 예정이다. 6G 주파수 확장 기술 확보를 위해 차세대 안테나 기술 '재구성 가능한 지능형 표면(RIS)' 관련 공동 연구도 함께 진행한다. 이 중에서도 6G 주파수로 부각되는 테라헤르츠(㎔)파 RIS 기술에 대해 공동으로 연구할 계획이다. 앞서 양사는 6G 선행기술 검증 목적으로 필드 시험을 진행한 바 있다. 이외 '비지상네트워크(NTN)' 관련 공동 연구도 함께 진행한다는 구상이다. NTN은 6G 서비스 공간 확장 기술 확보를 위해 필요한 기술로, 바다나 외딴 섬, 상공 등에도 일발적인 셀룰러 네트워크와 유사한 품질의 네트워트를 제공한다. LG유플러스는 한국과학기술원(KAIST)과 양자컴퓨터 D-wave를 통한 저궤도위성의 네트워크 최적화 연구를 진행한 바 있다. 권준혁 LG유플러스 네트워크부문장(전무)은 "5G 네트워크의 고도화와 함께 6G 네트워크에 대한 준비를 철저히 수행해야 고객이 만족하는 품질 수준을 확보할 수 있다"며 "이번 노키아와의 협약을 통해 그간 4G(LTE), 5G 네트워크 등에서 긴밀하게 협력해 온 노키아와 파트너십을 더욱 공고하게 할 수 있게 됐으며, 이를 바탕으로 6G 시대에도 LG유플러스만의 네트워크 경쟁력을 공고히 하는 기반을 만들겠다"고 밝혔다. 안태호 노키아 코리아 대표는 "지난 10여년 간 양사가 4G와 5G에서 보여준 기술협력이 5G어드밴스드와 6G 에서도 더욱 공고해질 것으로 본다"며 "향후 6G 핵심 기술인 오픈랜과 Cloud RAN에서 양사의 협력이 미래 무선 기술의 구조를 검증하고 나아가 상용화를 앞당기는 기술개발에 일조할 것으로 기대하고 있다"고 전했다.  jhyuk@fnnews.com 김준혁 기자