경희대, 배터리 없이 바람 세기 측정하는 '자가발전 센서' 개발

최석원·최동휘 교수팀, '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈' 게재

회전형 나노 발전기 설계해 전력 생산과 액정 소재 구동 일체화

[서울=뉴시스] (왼쪽부터) 경희대 최석원 신소재공학과 교수, 최동휘 기계공학부 교수, 조수민 박사, 소반 알리 샤(Soban Ali Shah) 연구원. (사진=경희대 제공) 2026.07.09. [email protected] *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]박시은 인턴 기자 = 별도의 배터리나 전원 장치 없이 바람의 세기를 색 변화로 즉각 알려주는 자가발전형 풍속 지시계를 국내 연구진이 개발했다.

경희대학교는 신소재공학과 최석원 교수와 기계공학부 최동휘 교수 연구팀이 공동 수행한 연구가 소재 분야 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 게재됐다고 9일 밝혔다.

연구팀은 농업 시설이나 해양 구조물 등 배터리 교체가 어려운 곳에 풍속 센서를 설치하기 힘들다는 점에 주목했다. 이러한 문제를 해결하기 위해 바람 자체로 전기를 만들고, 그 전기로 정보까지 표시하는 무전원 센서 개발에 나섰다.

이에 작은 기계적 움직임에도 비교적 높은 전압을 만드는 마찰전기 나노 발전기와 전기장에 따라 색이 변하는 차세대 광 기능성 액정 소재를 결합했다. 아울러 액정이 색을 바꾸는 데 필요한 전압과 주파수 조건을 분석하고, 그에 맞는 회전형 나노 발전기를 설계했다.

그 결과 빨강-초록-파랑-투명 상태로 이어지는 다단계 색 변화가 실시간으로 나타나며, 사용자는 복잡한 계측 장비 없이도 바람의 세기를 직관적으로 확인할 수 있었다. 연구팀은 또한 마찰전기 나노발전기를 단순한 전력 생산 장치가 아니라 액정 소재를 직접 구동하는 에너지원으로 활용했다.

최동휘 교수는 "기존 에너지 하베스팅 연구가 얼마나 많은 전기를 만들 수 있는가에 초점을 맞췄다면, 이번 연구는 만들어진 전기를 기능성 소재와 직접 연결해 새로운 정보로 표현할 수 있는가를 보여준 결과"라고 밝혔다.

이어 "이번 연구를 통해 경희대가 자가발전 전자소자, 스마트 디스플레이의 국제 경쟁력을 강화하는 중요한 기반이 될 것"이라며 연구 의의를 설명했다.

한편 이번 연구는 한국연구재단의 중점연구소사업과 한우물파기 기초연구사업, 기후에너지환경부·한국에너지기술평가원 인력양성사업의 지원을 받아 수행됐다.


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