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유체 기반 에너지 수확장치
 
 
교 수 박정열
학 과 기계공학과
연구분야 Biosensors, Micro/Nanofluidics, Energy harvesting, MEMS
홈페이지 http://nbsm.sogang.ac.kr  
 
기계/소재 > 나노ㆍ마이크로기계시스템

유체 내 존재하는 이온 및 포도당과 같은 화합물의 화학적 포텐셜 에너지를 농도차 또는 산화 화원 반응을 통해 사람의 몸에서 분비되는 땀, 눈물 등을 통해 에너지를 지속적이면서 친환경적으로 발생시키는 에너지 수확장치를 제시하였다. 이러한 연구는 웨어러블 디바이스 또는 인체 삽입형 디바이스의 에너지원으로 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 나아가 바다의 염분을 활용하여 친환경적으로 대규모의 에너지를 발생시키는데 활용될 수 있다.

 

 






● 해수와 담수간의 이온농도차를 활용한 청정에너지(blue energy)에 대한 연구는 주로 네덜란드와 같은 유럽을 중심으로 대형 플랜트 개발에 집중되어 진행된 바가 있다. 이러한 연구에 따르면, 평균적인 이론적 에너지 변환 효율(잠재적인 전기화학적 전위 대비 실제 발생 전위)이 50%이하이고 실제로 현재까지 개발된 플랜트의 효율이 이론치 이하였으나, 아직까지 유체 내 이온들의 나노스케일 동전기 연구 및 고/저농도 이온 유체의 거동의 영향에 관한 연구가 제대로 이루어지지 않아, 개선의 여지가 크므로, 본 연구결과를 보다 심층적으로 확대발전 시키면 효율적인 친환경 청정에너지를 개발할 수 있다. 특히 삼면이 바다인 우리나라의 특성상 이러한 농도차 발전을 통해 지속적이며 친환경적인 에너지 발생이 가능하다.
● 최근에 헬스케어, 컴퓨팅, 엔터테인먼트, 군사용, 환경 모니터링 등을 위한 웨어러블 마이크로 디바이스의 급속한 발전으로 인해, 지속적 사용이 가능하고, 유연하고 신축성 있는 친환경 에너지원에 대한 요구가 증가하고 있다. 본 연구에서는 섬유를 기반으로 제작되는 유연하고 신축성 있는 생체적합 바이오 연료전지의 개발과 더불어 필요시 효율적으로 에너지 활용이 가능한 on-demand 마이크로 전력 관리 시스템을 성공적으로 개발하고 집적화함으로써, 위의 요구들을 만족시킬 수 있었다. 추후 개발된 시스템을 활용하여, 실제 웨어러블 기기(센서 등)를 작동시키고 데이터의 전송 및 저장 등에도 활용할 수 있다. 
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