학과소식

오일권 교수, 버려지는 운동 에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 탈진기 구조를 적용한 마찰전기 발전기 개발

관리자 2020.12.14


그림1 . 탈진기 기반 마찰전기 에너지 하베스터


그림2. 탈진기 기반 마찰전기 발전기의 에너지 하베스터로서의 성능 확인
 

액티브 재료 및 동적 시스템 연구실 (지도교수: 오일권 연구실)은 기계식 시계에서 사용되는 탈진기를 마찰전기 발전기에 결합하여 불규칙한 운동을 전기 에너지로 변환할 수 있는 탈진기 기반 마찰전기 발전기를 개발하였습니다.
탈진기는 기계식 시계에 적용되는 메커니즘으로 일상생활에서 발생하는 손목의 운동에너지를 메인 스프링에 저장하고 탈진기를 통하여 규칙적으로 태엽을 회전시켜 분, 시를 표시한다.
위 연구에서는 4 rpm의 낮은 회전에서도 일반 회전형 마찰전기 발전기보다 약 100배 높은 320 V를 생산하였다. 또한 불규칙한 회전을 5초동안만 인가하였을 때에도 스프링에 저장된 에너지를 사용하여 약 110초 동안 320 V를 생산하였다.
탈진기 기반 마찰전기 발전기를 정류기를 통해 직류로 만들고 캐패시터에 전기 에너지를 저장하여 휴대용 전자 시계를 구동하였습니다. 해당 장치는 불규칙하고 저주파 운동에너지가 발생되는 바다, 구조물의 진동, 사람의 움직임 등에서 전기 에너지를 생산하는 에너지 하베스터로 유용하게 사용할 수 있을 것이라고 기대됩니다.
해당 논문은 Advanced Energy Materials (IF: 25.245) 에 2020년 11월16일에 게재되었습니다.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202002929