조용수 연세대 교수팀, ‘구부리는 방식’ 에너지 변환 소재 개발

[캠퍼스人+스토리] 휘어지는 플라스틱 기판 위에 직접 증착하는 방식

조용수 연세대학교 교수(왼쪽부터), 한주 통합과정 연구원, 박성현 석사, 정예슬 박사. /연세대

조용수 연세대학교 신소재공학과 교수팀이 구부리는 방식으로 에너지를 변환하는 신소재를 개발했다.

27일 연세대에 따르면 조 교수팀은 휘어지는 플라스틱 기판 위에 직접 증착하는 방식으로 기존 소재보다 성능이 뛰어난 초고효율 전기 에너지 변환소자를 개발했다

연구팀은 물질의 특정 결정구조를 기반으로 외부에서 가해진 힘을 전기 에너지로 바꾸는 압전성(Piezoelectricity)을 이용해 비정질 CaCu3Ti4O12 박막을 포함하는 유연한 박막형 에너지 소자를 만들었다.

조 교수팀은 기존 세라믹 소재 압전성 발현 방식에서 열처리 과정을 생략하고 유연 소자의 굽힘을 이용해 최고 수준의 압전 출력을 발현하는 고성능 하베스터 소자를 구현했다. 이 기술은 외부 전원 공급 없이 독립적인 에너지원을 이용하는 자가 구동 소자에 특화될 수 있다.

조용수 교수는 "지금까지 보고된 바 없는 비정질 박막 기반 휘어지는 압전소자에서 세계 최고 수준의 압전에너지 변환특성을 확인하고 이를 뒷받침하는 결정 구조적 메커니즘을 제안함으로써 다른 휘어지는 전자소자에 광범위하게 응용될 수 있는 매우 주목할 만한 성과에 해당한다"고 밝혔다.

연구결과는 자연과학 분야 국제 권위지인 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 지난 16일 온라인 게재됐다.