나노기술 및 정책 정보

• 목록

● 장경인 교수(대구경북과학기술원) 연구팀은 신체의 움직임을 활용해 전기 에너지를 수확할 수 있는 3차원 형태의 신축성 압전 에너지 수확기를 개발

● 연구팀은 PZT*가 뛰어난 압전 성능을 지니지만 단단하고 부서지기 쉬워 신축성 소자로 활용하기 어려운 문제점을 해결하기 위해 PZT를 변형에 민감하지 않은 3차원 구조로 설계하여 높은 에너지 효율과 신축성을 동시에 확보하는데 성공

* PZT : 납(Pb, Lead), 지르코늄(Zr), 그리고 티타늄(Ti)이 결합한 세라믹 화합물로, P는 Lead(납), Z는 Zirconate(지르코네이트, 화학식: ZrO3), T는 Titanate (타이타네이트, 화학식: TiO3)를 의미

● 또한, 연구팀은 곡률 특이적 결합 전극 설계라는 새로운 방식을 도입해 소자의 전기 에너지가 상쇄되지 않도록 전극을 구간별로 나눠 배치하였고, 이를 통해 기존 늘어나는 압전 에너지 수확기 대비 280배 이상 높은 에너지 효율을 달성

● 본 연구는 효율이 높은 신축성 압전 에너지 수확기 기술 개발을 통해 웨어러블 에너지 수확기의 상용화와 실질적 활용으로 이어질 것으로 기대 

ACS Nano (2024.12.04.), Curvature-Specific Coupling Electrode Design for a Stretchable Three-Dimensional Inorganic Piezoelectric Nanogenerator

※ 한국연구재단과 과학기술정보통신부의 STEAM연구 지원