경북대 신소재공학부 4년 남채영·현동열 학생이 공동 제1저자로 참여한 연구논문이 신소재과학 분야 저명 국제학술지인 ‘어드밴스드 일렉트로닉 머티리얼즈(Advanced Electronic Materials’ 1월호 표지 논문으로 게재됐다.

이들은 기존의 세라믹 소재 대신에 폴리머 소재를 이용해 미세한 외부 자기장으로부터 전기에너지를 생성하는 MME(Magneto-Mechano-Electric) 에너지 하베스터를 개발했다.

실생활에서 흔히 볼 수 있는 전자기기, 송전선과 같은 기반시설 등에는 항상 미세한 자기장이 발생한다.

MME 에너지 하베스터는 자기장 변화에 의해 발생하는 진동이 압전 재료에 전달돼 압전효과가 발생하는 원리를 이용해 전기에너지를 만들어내는 방식이다.

압전 재료로 주로 사용되는 세라믹 소재는 높은 압전 성능을 가지지만 외부 충격에 쉽게 파손되며 복잡한 공정이 요구된다는 단점이 있다.

이를 극복하기 위해 신소재공학부 학생팀은 세라믹 소재에 비해 압전 성능은 비교적 낮으나 공정이 단순하고 유연한 특성을 가진 폴리머 소재를 활용해 MME 에너지 하베스터를 만드는 데 성공했다.

이들이 개발한 소자는 구조의 최적화로 압전 성능을 극대화해 기존 세라믹 소재와 비슷한 수준의 효율을 나타내면서 기계적 안정성이 높은 것으로 나타났다.

지도교수인 박귀일 교수는 “이번 연구 결과는 압전 폴리머를 도입해 기존 MME 에너지 하베스터와 비슷한 수준의 고성능·저비용 소자를 개발했다는데 의미가 있다”며 “일상 속에 흔히 존재하는 자기장으로부터 전력을 구하는 것이 요구되는 센서, 사물인터넷, 웨어러블 디바이스 등 다양한 분야에서 활용이 기대된다”고 밝혔다.