[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 사람 체온의 열에너지를 전기로 변환·증폭해 사람 몸에 착용하는 웨어러블 기기에 공급하는 열전(熱電 ) 소자의 발전 출력을 기존 연구보다 5배 이상으로 높인 성과가 나왔다. 이처럼 상용화 수준으로 에너지 출력을 낸 연구결과는 이번이 처음이다.

한국전자통신연구원(ETRI)·한국과학기술연구원(KIST)·한국화학연구원(KRICT)은 배터리를 쓰지 않고 사람 체온만을 활용, 팔목에 밴드형 파스처럼 붙여 에너지를 얻어 정보를 표현하는 데 성공했다고 15일 밝혔다.

다시 말해, 웨어러블 소자의 전원용으로 활용이 가능한 수준인 ‘체온 기반 열전발전 복합모듈’을 개발한 것이다.

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

연구진은 이번 기술이 향후 체온이나 맥박 센서 등과 결합된 소자로 만들어 데이터를 무선으로 수집도 가능할 것으로 보고 있다. 이를 통해 영·유아, 환자의 모니터링이나 애완동물의 위치 모니터링 등에도 적용이 예상된다.

착용형 열전복합모듈에 의한 LED 점등 실험 사진 2019.01.15. [사진=ETRI]

연구진은 성인 손목에 파스 형태의 패치를 6개 붙여 전압을 증폭시켜 배터리 없이 사람의 체온만으로 실제 LED(발광다이오드) 전광판에 ‘ETRI’라는 글씨를 선명하게 점등하는 전송실험에 성공했다.

ETRI 등 연구진은 실제 상용화가 이뤄지려면 패치 착용시 불편함을 제거하고 착용시 심미감, 움직이는 상황에서의 특성을 고려해 전력관리 회로 등도 원칩화해 상용화를 추진하고 있다.

이번 프로젝트의 리더인 ETRI 문승언 ICT 소재 연구그룹장은 “향후 이번 시스템이 완성되면 웨어러블 소자나 사물인터넷 기기의 전원, 하드웨어 플랫폼 등으로 활용돼 디지털 헬스케어, 스마트 홈·시티 등 신개념 서비스가 가능할 것으로 보고 있다”고 말했다.

kimys@newspim.com