카이스트 조병진 교수팀, 반영구적 사용 가능 기대

국내 연구진이 사람의 열을 이용한 ‘입을 수 있는 열전소자’를 개발했다.

열전소자는 온도 차를 이용해 열에너지를 전기에너지로 전환해 주는 소자다. 이번 연구로 2~3년 후면 배터리 걱정 없이 반영구적으로 웨어러블 기기를 사용할 수 있게 될 것으로 보인다.

미래창조과학부는 7일 한국과학기술원(카이스트) 전기·전자공학과 조병진 교수팀이 이 같은 연구 성과를 올렸다고 밝혔다. 그동안 전력공급 문제는 웨어러블 기기의 상용화에 가장 큰 걸림돌로 꼽혔다. 기기 작동을 위해 배터리를 자주 교체하거나 기기에 크고 무거운 배터리를 장착해야 했기 때문이다. 게다가 기존에 상용화된 세라믹 기판을 이용한 열전소자는 단단하고 휘어지지 않으며, 무게가 무겁고, 에너지 효율이 낮아 웨어러블 기기에 활용하기 어려웠다.

연구팀이 개발한 열전소자는 유리섬유를 이용해 의류 형태의 자유로운 가공이 가능하다. 또 무게가 가볍고, 전력생산 효율도 기존 세라믹 기판 소자에 비해 14배나 높다. 연구팀에 따르면 해당 열전소자를 가로·세로 각 10㎝로 제작해 팔에 두르면 외부 기온이 20℃로 체온과 약 17℃ 차이가 날 때 약 40㎽의 전력을 생산할 수 있다. 이 정도면 웬만한 반도체 칩을 구동할 수 있는 수준이다.

조 교수는 “가로 50㎝, 세로 100㎝의 면적으로 상의를 만들어 입으면 약 2W의 전력이 생산돼 휴대전화를 사용할 수도 있다”면서 “웨어러블 기기뿐만 아니라 자동차, 공장, 항공기 등 폐열이 발생하는 다양한 곳에 적용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

명희진 기자 mhj46@seoul.co.kr