마이크로나노소자 연구실(https://sites.google.com/view/soonjaepyo/, 지도교수 표순재)의 최종안 석사과정 연구원이 마찰대전 나노발전기 기반 바람 에너지 하베스터를 개발하였다. 이번 연구 결과는 2024년 1월 1일자로 분야 상위 5% SCIE 저널인 ‘Nano Energy’ (IF: 17.6)에 게재되었다.

(관련 링크: https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.109071)

▲ 최종안 석사과정생

해당 논문의 제목은 “Externally motionless triboelectric nanogenerator ba sed on vortex-induced rolling for omnidirectional wind energy harvesting”이며, 외부에 움직임이 없는 독특한 설계를 통해 풍력 에너지를 효율적으로 수확할 수 있는 마찰대전 나노발전기를 개발하여 논문의 가치를 인정받았다.

기존의 바람 에너지 수확 방식과 달리, 본 연구에서는 NACA 에어포일의 공기역학적 형상에서 영감을 받은 가이드 베인을 활용하였다. 이 가이드 베인은 외부의 바람을 내부의 회전하는 와류로 변환시켜 에너지 수확 효율을 높인다는 것을 확인하였으며, 가이드 베인의 모양에 따라 에너지 수확 성능이 달라진다는 것을 시뮬레이션 및 실험을 통해 증명하였다.

▲ 본 연구팀이 개발한 마찰대전 나노발전기 기반 바람 에너지 하베스터

개발한 하베스터는 외부에 움직임이 없이 전방향의 바람을 수확할 수 있고, 매우 가볍기 때문에 (42 g) 실용성이 높다. 또한, 무선 환경 모니터링 시스템 및 자가구동 풍속 센서로도 활용이 가능함을 입증하여 향후 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.