국내 연구진이 사람의 체온에서 나오는 열을 이용, 전기로 만드는 열전(熱電)소자를 개발했다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 배터리를 쓰지 않고 사람 체온만을 활용해 팔목에 밴드형 파스처럼 붙여 에너지를 얻어 정보를 표현하는 데 성공했다.
ETRI는 사람의 신체 체온을 기반으로 전원을 공급하는 열전발전 복합모듈을 개발했다. 체온의 열에너지를 전기로 변환, 이를 증폭해 웨어러블 소자 전원으로 사용케 만든 것이다.
연구진은 소자 출력을 기존 미국 연구진에 의해 발표된 20 마이크로 와트(㎠당)를 약 1.5배 이상의 높여 35 마이크로 와트로 달성했다. 또 소자 6개를 묶어 모듈화할 경우 최대 2~3 밀리 와트(㎽) 출력이 가능하게 했다. 이는 바로 상용화 할 수 있는 정도의 수준이다. 배터리처럼 1회용으로 쓰고 버리는 것이 아닌 사람 체온으로 지속적인 에너지 수확이 가능한 셈이다.
연구진은 현재 5㎝ x 11㎝크기의 파스형태로 패치를 만들었다. 성인 손목에 패치를 6개 붙여 전압을 증폭시켰더니 배터리 없이 사람의 체온만으로 실제 LED 전광판에 ‘ETRI’라는 글씨를 선명하게 점등하는 전송실험에 성공했다.
본 기술의 핵심은 열전소자 설계기술, 생체모사(模寫) 히트싱크, 전력관리 회로 등이다.
연구진은 나노 계층을 사용, 모듈이 피부에 닿는 부분이 자연스럽게 흡착될 수 있도록 건식 접착 방식을 적용했다. 모듈 외측은 쉽게 찢어지지 않도록 마이크로 계층을 사용했다. 즉 안정성과 편의성 모두를 잡기 위해 마이크로·나노 하이브리드 구조로 개발한 것이다.
연구진은 본 기술의 상용화를 향후 2~3년 내로 보고 있으며 개발된 기술은 과학기술정보통신부 선정, 지난해 국가연구개발 우수성과중 기계소재분야 최우수성과로 선정됐다.
강정의 기자 justice@ggilbo.com
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