생물 반도체 기반 30초 ‘완충’
모바일 기술의 발전에 큰 걸림돌로 작용했던 ‘충전’에 대한 문제가 머지않은 미래에 해결될 전망이다.
한국과학기술원(KAIST)은 웨어러블(wearable) 기기의 전력공급원으로 사용될 수 있는 ‘입을 수 있는 열전소자’를 개발했다고 7일 밝혔다.
기존의 상용 열전소자는 세라믹 기판을 이용해 단단하고 휘어지지 않으며, 무게가 무겁고, 낮은 에너지 효율로 인해 웨어러블 기기에 활용하기에는 부족한 면이 있었다.
그러나 이번에 개발된 열전소자는 유리섬유를 이용함에 따라 의류형태의 자유로운 가공이 가능하고, 무게가 가볍고, 전력생산 효율도 높아 같은 무게의 기존 세라믹 기판 소자에 비해 14배 정도의 전력생산 능력을 가지고 있다.
이번에 개발된 열전소자를 팔에 두를 수 있는 가로세로 각 10cm의 밴드 형태로 제작한다면, 외부 기온이 20°C 일 때(체온과 약 17°C 차이가 있는 경우)는 약 40mW의 전력이 생산되므로 웬만한 반도체 칩들을 다 구동할 수 있다.
상의 전체에 해당하는 면적(50cm×100cm)으로 제작해 입으면, 약 2W의 전력이 생산돼 휴대폰 사용이 가능하다는 설명이다.
이번 연구는 2010년부터 미래창조과학부가 지원하고 있는 기반형융합연구사업의 일환으로 한국과학기술원 조병진 교수팀이 수행한 연구의 결과다.
구글, 모토로라, 삼성, LG전자 등 유수의 업체들이 웨어러블 기기 개발에 열을 올리고 있음에도 불구하고, 상용화에 가장 큰 걸림돌이 됐던 것이 전력공급 문제다. 전자기기 작동을 위해 배터리를 자주 교체하거나 크고 무거운 배터리를 가지고 다녀야하기 때문이다.
이번에 개발된 열전소자를 이용하면 인체에서 발생하는 열을 이용해 전력을 생산함으로써 배터리 걱정없이 반영구적으로 웨어러블 기기를 이용할 수 있다.
또한, 기존 상용소자와는 달리 대면적 소자제작이 쉬워 대량생산에 큰 장점이 있다.
웨어러블 기기뿐만 아니라 자동차, 공장, 항공기, 선박 등 폐열이 발생하는 다양한 곳에 적용할 수 있어 에너지 문제를 해결하는 수단으로써 잠재가치가 높다는 평가다.
이스라엘에선 스마트폰 배터리를 30초만에 100% 완충할 수 있는 제품이 개발됐다.
텔아비브대학 나노기술학과에서 나온 기술을 기반으로 설립된 벤처기업 스토어닷(StoreDot)은 이 제품을 삼성전자 갤럭시S4용 충전기로 개발했다고 밝혔다.
이 업체는 자연에서 생성되는 유기화합물인 펩티드(펩타이드)를 활용해 생물 반도체를 개발해왔는데, 생물 반도체에 다른 기술을 결합해 스마트폰 충전시간을 대폭 줄이게 됐다는 설명이다.
현재 노트북 충전기 정도인 시제품의 크기를 줄이는 숙제가 남아있다.
업체 측은 상용 제품이 오는 2016년 하반기에 나올 예정이며, 기존 스마트폰 충전기 평균의 2배 정도인 30달러 정도의 가격이 책정될 것이라고 밝혔다.
