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MIT 연구팀은 온도변화를 이용해 IoT 센서에 전력을 제한없이 공급하는 방법을 개발했다고한다.
MIT 연구팀이 개발한 이 기술은 온도 공명(Thermal Resonation)이라고 부르는데, 비슷한 개념을 개발했던 이전의 과학적 시도와는 달리 매우 유연하다는 것이 특징이다. 연구팀은 햇빛이 필요한 태양광 패널 없이 허공에서 전력을 수확할 수 있다고 주장하고있다.



실험에서는 대략 1.3mW의 전력을 생성했는데, 아주 적은 양의 전기 이지만 일부 커뮤니케이션 장비를 가동하기에는 충분하다는 것이 연구팀의 주장이다. 이번 발명에 참여한 MIT 교수 마이클 스트라노는 “이런 온도 변동 주기는 무제한의 전력원이다”라며, “마치 책상에 앉아서 아무 것도 없는 데서 전력을 만들어내는 것과 같다”라고 설명했다.




연구팀은 화씨 18도 정도의 온도 변화를 이용하는 파워 서플라이를 만들었는데, 이것는 세계 어디에서나 일어나는 낮과 밤의 일교차를 모티브로 삼아 만든 것이다. 중요한 것은 현실 세계의 조율성이다. 이런 온도차는 매일 매일 일어나는 일교차를 통해 얻을 수 있기 때문에 IoT 센서의 전력원으로 굉장히 잘 맞아 떨어진다.



전도체의 한쪽 면이 연결된 다른쪽과 온도가 다를 때 전력을 생성하는 기본적인 이 기술은 이전부터 있었던 기술이였는데, 바로 1787년 발명된 제베크 효과이다. 이 기술은 금속의 차가운 면과 뜨거운 면을 짝 지우면 평형 상태로 돌아가려는 성질을 이용한다.




하지만 연구팀이 개발한 기술은 차갑고 뜨거운 재료가 필요하지 않으며, 단지 주변 공기를 이용하기 때문에 이론적으로는 한 번 구현하고 나면 잊어버려도 된다. 연구팀은 “새 시스템은 일교차와 같은 특정 주기의 온도 변화에 반응하도록 조정할 수 있는 최초의 시스템”이라며, 전통적인 제베크 효과를 뛰어넘는 효율성과 초전기(pyroelectricity)라는 또 하나의 개념을 구현했는데, 여기에는 빠른 전도를 위해 그래핀의 이점을 이용하는 등 첨단 재료를 사용했다.



기존 전력망과 떨어져 접근하기 힘든 곳에 있는 수십억 대의 디바이스에 전력을 공급하는 것은 쉽지 않은 과제이기 때문에 IoT가 탄력을 받으면서 이런 전력 수확 기술의 개발에 대한 관심도 커지고 있다. 태양광 패널도 물론 좋은 방안이지만, 밤에는 작동하지 않고, 풍력 역시 바람이 잠잠해지면 동작하지 않는다. 하지만 일교차는 항상 발생하기 때문에 한층 더 지속적인 전력원이 될 수 있다.




MIT 연구팀에서 앞으로 지구에서의 미래 에너지 자원에 대해서 심각하게 고민하고 대응방안을 찾아가고 있다는것 만으로도 너무나도 감사하다. 미래 에너지 자원은 일생생활과 굉장히 밀접한 관계를 갖고 있기 때문에 IoT 분야와 함께 성장해 나갈 수 있는 좋은 기회라고 생각한다.


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