체온으로 전기 생산 열전소자 개발…유아ㆍ환자ㆍ애완견 모니터링 가능

체온을 기반으로 전원을 공급하는 착용형 열전소자를 피부에 부착해 LED 전광판으로 ETRI 글씨를 점등한 모습.[제공=ETRI]

- 세계수준 출력 체온기반 전력생산, 사람 땀샘 모사해 피부에 잘 붙어

- 기존보다 효율 5배, 상용화 수준 2~3mW출력

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 사람의 체온에서 나오는 열을 이용해 전기로 만드는 열전소자 개발에 성공했다. 기존 연구팀에 비해 5배 이상 출력이 나와 웨어러블 소자 상용화에 탄력이 붙게 될 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 배터리를 쓰지 않고 사람 체온만을 활용, 팔목에 밴드형 파스처럼 붙여 에너지를 얻어 정보를 표현하는데 성공했다고 15일 밝혔다.

ETRI 연구진은 사람의 신체 체온을 기반으로 전원을 공급하는 열전발전 복합모듈을 개발했다. 체온의 열에너지를 전기로 변환, 이를 증폭해 웨어러블 소자 전원으로 사용케 만든 것이다.

연구진은 소자의 출력을 기존 미국 연구진에 의해 발표된 20 마이크로 와트(㎼/㎠)를 약 1.5배 이상의 높여 35㎼/㎠로 달성했다. 또한 소자 6개를 묶어 모듈화할 경우 최대 2~3 밀리와트(㎽) 출력이 가능하다. 바로 상용화 할 수 있는 정도의 수준이다. 배터리처럼 1회용으로 쓰고 버리는 것이 아닌 사람 체온으로 지속적인 에너지 수확이 가능하다는 뜻이다.

이 기술은 향후 체온이나 맥박 센서 등과 결합된 소자로 만들어져 데이터를 무선으로 수집도 가능해질 것으로 전망된다. 이를 통해 영유아, 환자의 모니터링이나 애완동물의 위치 모니터링 등에도 적용이 예상된다.

연구진은 현재 5cm x 11cm 크기의 파스형태로 패치를 만들었다. 성인 손목에 패치를 6개 붙여 전압을 증폭시켰더니 배터리 없이 사람의 체온만으로 실제 LED 전광판에 ‘ETRI’라는 글씨를 선명하게 점등하는 전송실험에 성공했다.

실제 상용화가 이뤄지려면 패치 착용시 불편함을 제거하고 착용시 심미감, 움직이는 상황에서의 특성 고려, 전력관리 회로 등도 원칩화하는 연구가 필요하다는 것이 연구진의 설명이다.

연구진은 이 기술의 상용화를 향후 2~3년 내로 보고 있다. SCI급 논문 15편, 국내·외 특허출원 15건, 요소 기술에 대한 기술이전도 마쳤다.

문승언 ETRI ICT소재연구그룹장은 “향후 이 시스템이 완성되면 웨어러블 소자나 사물인터넷 기기의 전원, 하드웨어 플랫폼 등으로 활용돼 디지털 헬스케어, 스마트 홈시티 등 신개념 서비스가 가능할 것으로 보고 있다”고 말했다.

nbgkoo@heraldcorp.com

- Copyrights ⓒ 헤럴드경제 & heraldbiz.com, 무단 전재 및 재배포 금지 -