전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 재계·경영

속보

더보기

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

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

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(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

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
[단독] "반차 쓰면 30분 일찍 퇴근" [세종=뉴스핌] 양가희 기자 = 반차를 사용해 하루 4시간 근무할 경우 휴게시간을 사용하지 않고 퇴근할 수 있도록 보장하는 내용의 근로기준법 개정안이 국회에서 발의된다. 근로시간 단축, 연차 휴가 분할 사용, 육아·돌봄 등으로 반일 근무 형태가 확대된 가운데 현행 법체계는 4시간 근무한 근로자에게 법정 휴게시간 30분을 부여하고 있다. 개정안은 휴게시간 때문에 퇴근이 늦어지는 불편을 해소한다는 취지에서 마련됐다. 12일 국회에 따르면 박홍배 더불어민주당 의원은 이 같은 내용을 담은 근로기준법 개정안을 이르면 이번 주 대표 발의할 예정이다. 현행 근로기준법은 4시간 근로한 경우 30분 이상, 8시간 근로한 경우 1시간 이상의 휴게시간을 부여한다. 휴식은 근로시간 도중에 부여하도록 규정됐다. 통상 8시간 근로자에게 부여되는 점심시간 1시간이 법정 휴게시간에 해당한다. [서울=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 박홍배 더불어민주당 의원이 지난해 10월 15일 오전 서울 여의도 국회에서 열린 기후에너지환경노동위원회의 고용노동부 국정감사에서 스마트 안전고리 시연을 하고 있다. 2025.10.15 pangbin@newspim.com 문제는 4시간 근로한 근로자가 퇴근을 희망해도 휴게시간 30분을 채우기 위해 사업장에 더 머물러 있어야 하는 어려움이 현장에서 이어지고 있다는 점이다. 시간 단위 연차 사용에 대한 명확한 법적 근거가 없어 사업장별 운영 기준이 상이하고, 육아·돌봄·자기계발 등 다양한 생활 수요에 현행 제도가 대응하지 못한다는 지적도 제기됐다. 개정안의 골자는 근로자가 4시간 근무 후 바로 퇴근할 것을 명시적으로 요청한 경우, 30분 휴게시간 없이 퇴근할 수 있도록 근로시간 유연성을 높인다는 것이다. 연차는 근로자의 의지에 따라 시간 단위 등으로 분할 사용할 수 있도록 보장하는 내용도 담고 있다. 반차 법제화 및 반일 근무 시 휴게시간 미적용 명문화는 지난해 12월 실노동시간 단축 로드맵 추진단의 논의 결과에도 포함됐다. 당시 추진단은 반차 사용의 경우 올해 법제화할 것을 목표로 제시한 바 있다. 박홍배 의원은 "반일 근무가 늘어나는 현실에서 4시간 근무 후 바로 퇴근하려는 노동자에게 휴게시간 때문에 추가로 사업장에 머물도록 하는 것은 제도와 현장의 괴리를 보여주는 사례"라며 "근로시간 제도도 변화하는 노동 현실에 맞게 합리적으로 정비할 필요가 있다"고 강조했다. sheep@newspim.com 2026-03-12 10:07
사진
삼성 '갤럭시 S26' 글로벌 출시 [서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 삼성전자가 3세대 인공지능(AI) 스마트폰 '갤럭시 S26 시리즈'를 글로벌 시장에 출시하며 프리미엄 스마트폰 경쟁에 속도를 낸다. 삼성전자는 '갤럭시 S26 시리즈'와 무선 이어폰 '갤럭시 버즈4 시리즈'를 11일부터 세계 주요 국가에서 판매한다고 밝혔다. 한국·미국·영국·인도 등을 시작으로 약 120개국에 순차 출시한다. 미국·영국·인도·베트남 등에서 진행된 갤럭시 S26 시리즈 글로벌 사전판매는 주요 시장에서 전작 대비 두 자릿수 증가를 기록했다. '갤럭시 S26 시리즈'를 체험하는 유럽,동남아 소비자들 [사진=삼성전자] ◆프라이버시 디스플레이 탑재…카메라 기능도 업그레이드갤럭시 S26 시리즈는 하드웨어 성능을 높이고 갤럭시 AI 기능을 강화했다. 카메라 경험도 한층 개선했다. 최상위 모델 '갤럭시 S26 울트라'에는 '프라이버시 디스플레이'가 처음 적용됐다. 측면에서 화면 내용을 확인하기 어렵게 설계한 기능이다. 스마트폰 사생활 보호 기능을 강화했다. AI 기반 통화 기능도 추가했다. 모르는 번호로 걸려온 전화를 AI가 대신 받고 발신자 정보와 통화 내용을 요약한다. '통화 스크리닝(Call Screening)' 기능이다. 카메라 기능도 대폭 개선했다. 저조도 촬영 '나이토그래피', 영상 흔들림을 줄이는 '슈퍼 스테디', 텍스트 입력 기반 편집 기능 '포토 어시스트'를 지원한다. 이미지·스케치·텍스트 입력으로 창작물을 만드는 '크리에이티브 스튜디오'도 포함했다. 삼성전자는 3월 구매 고객 대상 프로모션도 진행한다. 갤럭시 버즈4 10% 할인 쿠폰과 정품 케이스·액세서리 30% 할인 쿠폰을 제공한다. 60W 충전기 할인 쿠폰도 지급한다. 콘텐츠 혜택으로 '윌라' 3개월 구독권과 갤럭시 스토어 게임 테마 8종도 제공한다. 마그넷 기반 신규 액세서리도 선보인다. 마그넷 무선 충전기와 카드 월렛, 링홀더, 미러 그립 스탠드 등이다. 마그넷 무선 충전 배터리팩은 스마트폰 후면 부착 시 카메라 간섭 없이 충전할 수 있다. 삼성전자 모델이 '갤럭시 S26 시리즈'의 '수평 고정 슈퍼 스테디' 기능을 체험하는 모습 [사진=삼성전자] ◆하이파이 사운드 '버즈4' 출시…AI 기능·케이스 라인업 확대삼성전자는 무선 이어폰 '갤럭시 버즈4 시리즈'도 함께 출시했다. '버즈4 프로'와 '버즈4' 두 모델이다. 하이파이 사운드와 인체공학 설계를 적용했다. '헤드 제스처' 기능도 새로 넣었다. 사용자가 고개를 움직여 전화 수신과 빅스비 제어를 할 수 있다. 다른 갤럭시 기기와 연결하면 AI 음성 호출과 실시간 통역 기능도 활용할 수 있다. 버즈4 시리즈는 화이트와 블랙 두 색상으로 출시된다. 버즈4 프로는 삼성닷컴과 삼성 강남에서 핑크 골드 색상도 판매한다. 사전 구매 고객 약 90%는 버즈4 프로를 선택했다.케이스 제품도 확대했다. 전통 문양·통조림·레트로 게임기 디자인 케이스를 출시한다. 헬리녹스 러기드, 초코송이 협업 제품도 선보인다. 전통 문양 시리즈는 꽃과 호랑이 문양을 자개 디자인으로 구현했다. 버즈4 케이스 중 판매 비중이 가장 높았다. '갤럭시 S26 시리즈'를 체험하는 유럽,동남아 소비자들 [사진=삼성전자] 정호진 삼성전자 한국총괄 부사장은 "'갤럭시 S26 시리즈'는 AI폰을 안심하고 사용할 수 있는 기능부터 갤럭시 AI, 카메라까지 완성도를 크게 끌어올린 제품"이라며 "풍성한 사운드의 '갤럭시 버즈4 시리즈'와 함께 갤럭시 생태계를 경험해 보길 바란다"고 말했다. syu@newspim.com 2026-03-11 08:49
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동