미래유망 전기기술(3)마이크로 발전

 

전기는 현존하는 어떤 에너지보다 깨끗하고 또 널리 애용되고 있는 청정에너지입니다. 햇빛·바람·물 등을 이용한 신재생에너지 개발도 결국은 전기에너지를 얻기 위한 노력의 일환입니다. 에너지 발생과 전기로의 변환에서부터 저장과 이송, 그리고 절감을 위한 노력까지 전기에너지 관련 기술이 녹색성장과 함께 주목받고 있습니다. 전기분야 정부출연연구소인 한국전기연구원은 2010년을 맞아전 세계적으로 연구가 진행되고 있는 첨단 전기기술 중에서 향후 10년내 실현 가능할 것으로 예측되는 기술들을 대상으로 기술적 완성도, 실현가능지수, 사회적 경제적 파급효과 등을 고려해 「미래를 바꿀 KERI 10대 유망 전기기술」을 선정 발표했습니다. 이번 10대 기술에는 국민의 삶의 질을 향상시키고 저탄소 녹색 성장을 견인할 수 있는 첨단 전기 기반 기술들이 망라됐습니다. 한국전기연구원은 저탄소 경제시대에서 지속적 성장을 추구하기 위해서는 무엇보다도 전기에너지에 대한 혁신적 전환기술이 요구되는 상황에서 10년 후 우리 사회는 물론 전 세계 산업지형을 바꿔놓을 핵심 기술에 대한 국민들의 이해를 돕기 위해 전자신문과 공동기획으로 미래 생활상을 바꿔놓을 차세대 유망 전기에너지 기술 열 가지를 엄선해 10회에 걸쳐 소개합니다.


[전기에너지 유망기술 10] (3)마이크로발전

미세한 열, 진동서 전력 얻어

‘맑은 날에는 의류 속 섬유형 태양전지를, 흐린 날에는 뛰고 걷는 신체 운동에너지나 체온으로 얻은 에너지로 언제 어디서나 통신한다.’

‘마이크로발전’은 우리 주변에 존재하는 빛·열·진동 등 소량의 미세한 에너지를 활용하는 일종의 전력에너지 확보 기술이다. 일명 ‘저전력에너지 하베스팅(수집)’으로 많이 알려져 있다.

배터리 충전이나 교체의 불편함에서 벗어나고 싶은 소비자 요구가 증가하면서 선진국은 이 같은 마이크로발전 형태의 미래 에너지 기술 개발과 산업화에 투자를 늘리고 있는 추세다.

스마트 더스트(먼지)의 사례처럼 극히 미세한 전력만으로 작동이 가능한 마이크로발전기가 나오면 이를 나노센서에 내장해 몸 속 혈액의 분해, 개울물의 흐름, 마당 위 바람에 얹어 스스로 필요한 에너지를 생산하고 이를 활용할 수 있게 된다.

오래 전부터 인체의 운동에너지·체열·진동 등 물리적 에너지를 전기로 바꿔 이용하려는 시도는 꾸준히 있었다. 1970년대 오토매틱 시계처럼 손목의 움직임을 내부 동력(태엽)으로 이용하거나 자전거 바퀴의 회전운동을 야간 조명용 에너지원으로 이용한 사례가 대표적이다. 하지만 낮은 에너지 변환 효율과 생산 에너지의 낮은 경제성 등으로 이용은 극히 제한적이었다.

1990년대에 들어 마이크로 회로 기술이 발달하고 첨단 모바일 기기가 다수 등장함에 따라 마이크로발전은 재조명 받고 있다. 최근에는 항공기 소음이나 무선주파수(RF), 나무의 대사작용을 이용하거나 심지어 신체의 혈당을 이용한 발전 기술이 연구·개발되고 있는 상황이다.

박수동 한국전기연구원 에너지반도체연구센터 박사는 “현재 마이크로발전 규모는 1마이크로와트(㎼)∼수 와트(W) 정도지만 일부 기술은 상용화가 가능한 수준”이라며 “초저전력 프로세서나 초소형의 밀리와트(㎽)급 마이크로발전기가 개발되면 시장 분위기는 급물살을 탈 것”으로 예상했다.

입고 다니기만 해도 전기가 발생하는 의류 속 마이크로발전을 통해 스마트폰을 충전할 날도 머지 않았다.

 

 

공동기획: 한국전기연구원·전자신문