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광운대, 나노섬유 기반 고출력 나노발전기 개발

페이지 정보

발행기관
베리타스알파
저자
 
종류
R&D
발행일
2021-08-26
조회
18

본문

● 광운대학교 박재영 교수 연구팀은 나일론(Nylon-11)에 양이온성 단량체인 Poly-DADMAC을 첨가해 복합 나노섬유를 제작하고, 이를 양이온성 대전물질로 사용해 고출력의 나노발전기와 전원 없이도 인체의 움직임을 모니터링 할 수 있는 무전원 압력센서를 개발

● 해당 연구로 개발된 복합 나노섬유는 넓은 표면적, 높은 유전율과 표면 전위, 기계적 강도가 높은 특성을 갖고 있어, 다양한 형태의 고출력 나노발전기 및 무전원 센서 플랫폼 제작에 폭넓게 응용 가능 

● 연구팀은 PVDF-TrFE 기반의 음이온성 나노섬유를 함께 적용해 고출력의 마찰전기 나노발전기를 제작했으며, 해당 나노발전기는 높은 출력은 제작된 복합나노섬유 표면에서 미세한 쌍극자의 형성으로 인해 3배나 증가한 축전전하와 유전율 때문이며, 복합 나노섬유는 순수 나일론 나노섬유 보다 약 6배 이상의 높은 기계적 강도의 고내구성 보유

● 해당 연구로 개발된 마찰전기 나노발전기는 12Hz 주파수 및 4MΩ의 부하 저항 조건에서 최대 7.6 W/m2의 전력 밀도의 출력을 나타내었고, 나노 발전기는 0~40kPa 압력 범위 조건에서 0.01 V/KPa의 높은 압력 감지 민감도를 갖는 무전원 압력 센서로 활용될 수 있음을 입증

● 연구팀은 스마트폰 앱을 통해 사람의 움직임을 실시간으로 모니터링하는 실험을 성공적으로 시연했고, 개발된 복합 나노섬유와 그 제작 방법은 나노발전기 적용뿐만 아니라, 다양한 플렉시블 센서 및 에너지 저장소자 개발에도 활용 가능성을 기대


※ Nano Energy 게재

※ 과학기술정보통신부, 한국연구재단(중견연구자) 지원

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