삼성전자와 금오공과대학교가 손잡고 ‘나노전력발전소자’를 개발하는데 성공함에 따라 ‘꿈의 모바일 그린에너지 시대’가 성큼 다가오게 됐다. 이 소자는 마음대로 구부릴 수 있어서 일반 건물의 자체 발전과 생활가전, 모바일 기기 등에 폭넓게 이용할 수 있을 것으로 업계에서는 보고 있다.
22일 업계에 따르면 최재영 삼성전자 종합기술원 박사팀과 김상우 금오공대 신소재 시스템공학부 연구팀이 공동 개발한 나노전력발전소자는 새로운 방식의 모바일 에너지 저장 장치다.
반도체 나노 물질인 산화아연(ZnO) 나노막대기의 강한 압전 효과를 이용한 나노전력발전소자는 휘거나 누를 때 혹은 진동을 줄 때 전력을 발생시킨다. 나노막대기는 단면의 지름이 나노미터(10억분의 1미터) 정도의 극미세한 막대기 형태의 구조물이다. 이 나노막대기는 트랜지스터, 바이오 센서, 태양전지 등으로 활용이 가능하다.
나노전력발전소자가 일상생활에서 상용화될 경우 이르면 5년 안에 배터리가 필요없는 휴대폰부터 모든 건물외벽에서 바람, 진동, 태양을 이용해 전기를 만들어낼 수 있어 무공해 저비용으로 전기발전이 가능해질 것으로 보인다.
나노전력발전소자 연구는 현재 미국 조지아텍에서 고정형 나노 막대를 통한 기술개발을 진행하고 있다. 이번에 삼성전자와 금오공대가 공동개발한 소자는 휘게 하거나 구브릴 수 있는 나노막대를 이용한데다 투명하게 만들 수 있어 생활 가전, 모바일 기기에도 적용이 가능해 미국의 연구보다는 몇단계 앞선 기술로 평가되고 있다.
이번 공동연구개발은 이상적인 산학협력으로 이뤄졌다. 삼성전자와 금오공대는 지난해부터 산화아연 (ZnO) 나노막대기를 이용 신방식 모바일 에너지 저장 장치 연구를 진행해 왔다. 금오공대는 소자 제작을, 삼성전자는 소자 특성 평가를 담당해 공동 설계를 구현했다. 금오공대가 개발한 기술을 삼성전자에서 상용성, 적용가능성을 검토해 의견을 제시하는 등 협력이 이상적으로 이뤄졌다.
최재영 삼성전자 박사는 “이 소자는 디스플레이와 IT, 차세대 에너지 장치 등에 광범위하게 적용할 수 있다“며 “앞으로 금오공대와 지속적으로 공동연구를 통해 에너지 변환 효율을 높이고 신뢰성을 향상시키는데 주안점을 둘 것”이라고 말했다.
이 연구 결과는 재료 분야 세계 최고 권위지인 ‘어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)’지에 ‘매우 중요하고 시급히 출판되어야 할 논문’으로 선정됐으며 우수 논문 온라인 속보판(Advances in Advance)에도 소개됐다.
