중앙대, 회로 없이 교류→직류 변환기술 개발

by신하영 기자
2022.02.09 13:21:59

이상민 교수 연구팀. 왼쪽부터 이상민 교수, 김동창 석사과정, 정지훈 연구원(사진=중앙대)

[이데일리 신하영 기자] 별다른 회로장치 없이도 직류를 발생시키는 정전소자가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

중앙대는 이상민 기계공학부 교수팀이 이러한 연구 성과를 거뒀다고 9일 밝혔다. 이번 연구에는 김동창 대학원생, 정지훈 연구원이 참여했으며 연구 결과는 저명 국제학술지(Advanced Energy Materials)에 게재됐다.

연구팀은 정전소자의 전기적 방향을 바꿔 효율을 높이는 기술을 개발했다. 교류·직류 변환이 가능한 막대 모양의 동적 전극 정전소자가 그것이다.



정전소자는 두 물질 간 마찰로 일어나는 정전기 유도현상을 이용, 에너지를 발생시키는 장치다. 기존에 사용하던 정전소자는 전기적 유도현상을 이용하는 탓에 출력이 낮다는 단점이 있었다. 또 교류 출력을 직류로 변환할 땐 정류기 회로장치가 필요한 데 이로 인한 전기적 손실도 한계로 지적됐다.

연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 금속과 막대 형태의 절연체를 마찰, 공기 분자를 이온화해 전자를 전극으로 이동시켰다. 그 결과 전압 75V, 전류 15mA의 높은 출력을 형성하는 데 성공했다. 이어 연구팀은 막대 모양의 정전소자에 방지 막을 설치하고, 전극 움직임을 제한함으로써 정류기 회로 없이도 교류를 직류로 변환, 충전할 수 있다는 점도 입증해냈다.

이상민 교수는 “교류·직류의 출력을 변환시키는 고출력 정전소자 연구를 통해 기존 정전소자의 한계를 극복했다”며 “추후 많은 응용을 통해 다양한 분야에서 사용할 수 있을 것”이라고 기대했다.