휴대용 전자기기, 스스로 전기생산 길 열리나..자가구동 광전자센서 기대

기사입력 : 2018년08월01일 23:04

최종수정 : 2018년08월01일 23:05

제주대 김상재 교수팀 '스스로 발전, 빛에 반응' 에너지수확기 개발
자가구동 신소재기반 IoT 및 광전자센서 개발 기대

자가발전과 광검출 동시구현 가능한 SbSI 압전나노발전기 모식도[자료=한국연구재단]

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 국내 연구진이 각종 휴대용, 웨어러블 전자기기의 자가발전 장치로 기대되는 나노 발전기에 빛을 검출하는 기술을 개발했다.

1일 한국연구재단에 따르면 제주대 공과대학 메카트로닉스공학과 김상재 교수팀은 ‘안티모니 요오드화황(SbSI)’ 화합물 소재를 사용해 다기능 감광성 압전 나노발전기를 개발하는 데 성공했다.

연구팀은 압력‧진동에 의한 자가발전과 광검출 특성을 동시에 갖는 새로운 강유전성 나노 소재를 활용해 나노 발전기를 한층 발전시켰다.

소재로 쓰인 '안티모니 요오드화황'은 압력이나 진동을 가하면 전기가 발생하는 압전(壓電, piezo-electric) 효과를 비롯해 반도체, 광반응 특성 등 다양한 기능이 있다.

이를 사용해 처음으로 제작된 압전 나노 발전기는 2N(뉴턴)의 작은 외력에도 5V(볼트), 150nA(나노암페어)의 전류를 생성하고, 적색 빛을 조사했을 때 0.1∼0.01초 만에 반응하는 뛰어난 광스위칭 속도를 보였다.

나노발전기는 아주 작은 크기의 물질을 이용해 인체의 움직임과 같이 주변에서 흔히 발생하는 기계적 에너지로부터 전기 에너지를 수확한다. 발전기가 작고 가벼우며 구동 회로가 단순화‧집적화할 수 있다. 착용형‧휴대용‧신체이식형 기기에 적용될 미래지향적 기술이다.

김 교수는 “개발된 SbSI 나노발전기는 자체 발전, 감광성 압전 특성, 광스위칭 및 응답특성, 자가발전 및 센싱소자의 일체화 등 차별화한 특징이 있다”고 말했다.

또한 ”광 트랜지스터, 광 검출기 등의 차세대 광 스위칭 소자뿐만 아니라 전력공급이 어려운 지역의 화재경보 및 초미세먼지 모니터링 시스템 등의 사물인터넷(IoT) 리모트 센서에 적용될 수 있다"고 연구의 의의를 설명했다.

이번 연구성과는 권위있는 국제학술지 나노에너지(Nano energy) 올 8월호 논문으로 게재됐다.

◆ 연구자가 직접 전하는 ‘연구이야기’

제주대 공과대학 메카트로닉스공학과 김상재 교수 [사진=한국연구재단]

- 이번 성과, 무엇이 다른가?

▲ 소속한 제주대 연구실에서는 차세대 자체 전원공급센서 및 시스템의 개발을 목표로 나노발전기, 에너지저장원 및 자가구동센서의 집적화시스템의 개발에 관한 연구를 수행하고 있다. 이번 연구에서 처음으로 SbSI 소재를 이용한 나노발전기를 제작했고 압전에 의한 광응답 및 광검출 특성을 확인했다. 소자의 유연성, 제작시간과 비용, 다기능 신소재의 적용 등에서 현재의 광전자시스템 분야의 기반기술을 일부 대체할 가능성이 있다. 특히, 제작 소자의 압전나노발전과 광센싱의 동시 작동기능은 외부 전원이나 배터리 없는 초소형의 사물인터넷 리모트 센싱 시스템 개발에 적용이 기대된다.

- 어떻게 활용될 수 있나? 실용화를 위한 과제는?

▲ SbSI소재를 활용한 압전-반도체-광특성의 3가지 결합 기구는 유연 전자공학, 스위칭 소자, 광다이오드 및 트랜지스터 기술, 광통신, 광 검출기 등의 개발에 적용과 접근이 가능하다. 외부전원이나 배터리 없는 초소형의 사물인터넷 리모트 센싱시스템 개발을 목표로 하고 있다.

에너지수확 및 광 검출성능(응답속도, 스위칭속도), 노이즈 저감, 소자의 안정성, 소자설계와 패키징 기술의 개선 및 원천기술 확보가 우선시돼야 한다. 또 SbSI 소재의 압전 및 광전자 소자 적용은 기술의 도입기에 해당, 향후 3년간의 연구개발 성과 여부에 따라 상용화 여부가 결정될 것으로 판단된다.

- 연구를 시작한 계기나 배경은?

▲ 지리적으로 격리되고 고립된 지역의 전력공급 및 센싱시스템을 위한 외부 전원이 필요 없도록 자연환경을 이용해 에너지 발생 및 저장에 기반한 자가 구동 센싱 시스템의 가능한 방법을 모색한 것이 계기가 됐다.

기존 연구와는 차별화해 일상적으로 버려지는 기계적인 에너지와 빛 에너지의 동시 활용이 가능하고도 외부전원이 필요 없는 센서를 개발하던 중 AVBVICVII족 물질의 강유전-반도체-광특성이 예상되는 SbSI 소재의 특성을 이용, 나노발전기를 처음으로 제작했다. 이어 자가발전 및 광검출의 동시구현이 가능한 새로운 소자개발에 적용하게 됐다.

- 꼭 이루고 싶은 목표나 후속 연구계획은?

▲ 후속연구에서는 다른 다양한 원소의 AVBVICVII 족 화합물의 조성에 의한 자가 구동 광검출 소자의 개량 및 상용화 통하여 지역 및 사회에 공헌하고 먹거리를 창출할 수 있는 가시적인 성과를 도출했으면 한다.

- 기타 특별한 에피소드가 있었다면?

▲ 주변의 열악한 환경에 굴하지 않았다. 이 주제에 관해 여러 번에 걸친 수정 및 보완실험을 통해 장기적 안목으로 포기하지 않은 것이 좋은 결과를 도출한 것으로 판단된다.

kimys@newspim.com

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'검란'에도 李대통령 지지율 60% 돌파 [서울=뉴스핌] 이재창 정치전문기자 = 이재명 대통령의 국정 지지율이 60%를 회복하는 등 고공 행진을 계속했다. 검찰의 대장동 사건 항소 포기 논란에도 상승세를 이어 갔다. 정상 외교 성과와 주가 급등 등 호재가 일단 '검란 악재'를 덮은 형국이다. 곧 발표될 관세 협상 팩트시트 내용과 주가 추이, 검란 파동이 향후 지지율에 영향을 미칠 것으로 예상된다. 한미, 한중 정상회담과 관세 협상 타결 등의 '이벤트 효과'가 반영된 결과로 보인다. 과거 박근혜 전 대통령의 중국 방문(54%→63%)과 문재인 전 대통령의 1차 남북정상회담(73%→83%)에 따른 지지율 반등과 닮은꼴이다. [서울=뉴스핌] 이재명 대통령이 12일 서울 용산 대통령실에서 열린 제9회 중앙지방협력회의에서 미소를 짓고 있다. [사진=대통령실] 2025.11.12 photo@newspim.com 엠브레인퍼블릭·케이스탯리서치·코리아리서치·한국리서치가 지난 10일~12일 전국 만 18세 이상 남녀 1004명을 대상으로 진행해 13일 발표한 전국지표조사(NBS) 결과, 이재명 대통령 지지율은 61%를 기록한 것으로 나타났다. 2주 전보다 5%포인트(p) 오른 것이다. 부정적 평가는 6%p 하락한 29%였다. '모름·무응답'은 10%였다. 이 대통령의 지지율은 지난 9월 1주 조사에서 62%를 기록한 뒤 9월 3주(59%), 10월 1주(57%), 10월 3주(56%), 10월 5주(56%) 등 주춤했다가 약 두 달 만에 60%대에 재진입했다. 한국갤럽의 지난주 조사와 비슷한 흐름이다. 한국갤럽이 4∼6일 전국 만 18세 이상 남녀 1002명을 대상으로 가상 번호를 이용한 전화 조사원 인터뷰(CATI) 방식으로 실시해 7일 발표한 조사 결과, 이 대통령의 직무 수행 긍정 평가는 63%, 부정 평가는 29%로 나타났다. 긍정 평가는 지난주보다 6%포인트(p) 상승했고 부정 평가는 4%p 떨어졌다. '잘 모름' 또는 의견 유보는 8%였다. 긍정 평가의 주요 요인으로는 '외교'(30%), '경제·민생'(13%)이 꼽혔다. 정상 외교와 주가 급등이 주가 상승을 주도했다. 부정 평가 요인으로는 '도덕성 문제·본인 재판 회피'(14%)와 '외교'(11%)가 지적됐다. 재판 중지법 추진 논란이 부정적 영향을 미쳤음을 시사한다. 정당 지지도는 NBS에서 더불어민주당이 42%로 국민의힘(21%)보다 두 배 높았다. 이어 조국혁신당 4%, 개혁신당 3%, 진보당 1% 등의 순이었다. 민주당은 3%p 올랐고 국민의힘은 4%p 떨어졌다. 한국갤럽 조사서 민주당 40%, 국민의힘 26%로 나타났다. 지난주 조사에 비해 민주당은 1%p 하락했고, 국민의힘은 같았다. 조국혁신당과 개혁신당은 각각 4%, 진보당은 1%였다. 이번 조사의 표본 오차는 95% 신뢰 수준에 ±3.1%p, 응답률은 12.7%다. NBS에서 정부의 돈 풀기에 대해서는 부정적인 여론이 높았다. 재정 운용 기조와 관련해 '국가 재정이 안 좋으므로 긴축 재정이 필요하다'는 응답이 50%로, '민간 경제가 안 좋으므로 확장 재정이 필요하다'(38%)보다 높게 나타났다. 각종 정책을 더 잘 추진할 정당을 물은 결과 부동산 정책을 제외한 모든 정책에서 민주당이 국민의힘을 압도했다. 복지 정책(민주 54%·국힘 17%), 외교·통상 정책(민주 53%·국힘 23%), 남북 관계 및 안보 정책(민주 50%·국힘 25%), 고용 정책(민주 46%·국힘 18%), 양극화 해소 정책(민주 44%·국힘 18%) 등에서 민주당이 크게 앞섰다. 집값 급등으로 초강경 대책을 내놓은 부동산 정책은 낮은 평가를 받았다. 민주당이 34%로 국민의힘(26%)과의 격차가 확 줄었다. 이 조사는 전화 면접으로 이뤄졌고, 표본 오차는 95% 신뢰 수준에서 ±3.1%p다. 응답률은 14.8%였다. 두 조사의 자세한 내용은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지 참조. 이번 조사에서 눈에 띄는 것은 대통령 지지율과 민주당 지지율이 동반 상승한 것이다. 대통령 지지율이 급등한 반면 민주당 지지율은 오히려 하락한 '디커플링' 현상에서 벗어난 모양새다. 향후 지지율에 영향을 미칠 최대 변수는 검찰의 대장동 사건 항소 포기와 이에 따른 검란 파장이다. leejc@newspim.com 2025-11-13 12:22

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트럼프, 임시예산안 서명...셧다운 '종료' [시드니=뉴스핌] 권지언 특파원 = 도널드 트럼프 미국 대통령이 미 의회를 통과한 단기 지출법안(CR·임시 예산안) 패키지에 서명했다. 이로써 미국 역사상 최장 기간 이어졌던 연방정부 셧다운(일시 업무 중단)이 공식 종료됐다. 12일(현지시간) 로이터통신 등에 따르면 트럼프 대통령은 해당 지출법안에 공식 서명했다. 앞서 하원은 본회의 표결을 통해 임시 예산안 패키지를 찬성 222표, 반대 209표로 통과시켰고, 대통령 서명까지 마무리돼 지난달 1일부터 43일간 지속된 사상 최장 셧다운은 공식 종료됐다. 이번 패키지에는 공화당과 민주당이 초당적으로 합의한 농무부, 식품의약국(FDA), 재향군인부, 군용 건설 프로젝트와 의회 자체의 2026회계연도 예산이 포함됐다. 임시 예산안은 나머지 연방 부처와 기관의 예산을 내년 1월 30일까지 기존 수준으로 연장한다. 이 기간 공화당과 민주당 간 예산 협상은 계속될 것으로 보인다. 특히 추수감사절 여행 성수기까지 약 2주밖에 남지 않은 상황에서 셧다운 종료는 항공 여행에 필수적인 서비스가 회복될 시간을 제공할 것으로 기대된다. 또 수백만 가정에 대한 식품 지원 복구는 가계 예산에도 여유를 줄 수 있으며, 연말 쇼핑 시즌 소비에도 긍정적인 영향을 미칠 전망이다. 셧다운 기간 동안 데이터가 제공되지 않아 투자자, 정책 결정자, 가계 모두 고용시장 상태, 인플레이션 추이, 소비자 지출 및 경제 성장 속도에 대해 거의 알 수 없는 상태였는데, 셧다운 종료로 미국 경제 관련 주요 통계 데이터 역시 복원될 예정이다. 도널드 트럼프 대통령(가운데)이 12일(현지시간) 셧다운 종료를 위한 예산 법안에 서명하고 있다. [사진=로이터 뉴스핌] kwonjiun@newspim.com 2025-11-13 12:40