[울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지]

(울산= 김용태 기자 = 특정 공간 내 어디서든 전자기기를 무선 충전할 수 있는 기술을 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 개발했다.

UNIST는 전기전자공학과 변영재 교수팀이 벽, 바닥, 공중 등 3차원 공간 안 어디에서나 충전을 할 수 있는 전기공진 방식의 무선전력전송(ERWPT) 기술을 세계 최초로 개발했다고 12일 밝혔다.

연구팀은 전기장이 일정한 방향성을 유지하는 특성에서 착안한 기술이라고 설명했다.

기존 자기공명 방식의 무선 충전은 정해진 위치에 놓아야만 충전할 수 있었다.

자기장의 스스로 돌아오려는 성질 때문에 송수신기 위치가 조금이라도 틀어지면 충전 효율이 급격히 떨어졌다.

전기공진 방식 무선전력전송 기술은 가로, 세로, 높이가 최대 2ｍ인 공간 안에서 46%의 무선 전력 전송 효율을 보였다.

앞서 2007년 미국 매사추세츠공과대(MIT) 연구진은 자기공진 방식을 통해 최대 2ｍ 떨어진 거리에서 40%의 전송 효율을 달성한 바 있다고 연구팀은 설명했다.

UNIST 연구팀은 수신기가 전기장 안에서 자유롭게 충전될 수 있도록 송수신기의 물리적 구조를 개선하고, '오픈 바이필러 코일'(Open bifilar coil·전기적으로 접촉하지 않은 두 개의 전자기 코일이 평행 상태로 감긴 형태) 구조를 적용했다.

전통적인 코일 구조를 오픈 바이필러 코일 구조로 바꿔 전기공진을 최적화해 멀리 떨어진 거리에서도 무선 전력 전송이 가능하게 했다.

이 충전 방식은 여러 대의 전자 기기를 동시에 충전할 수도 있다.

연구팀은 실험을 통해 여러 개의 수신기를 한 공간에 배치해도 동일한 효율로 전력을 전송할 수 있다는 것을 확인했다.

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변 교수는 "MIT 연구진이 자기공진 방식의 중거리 충전 가능성을 보여줬다면, 이번 기술은 여기에서 진화해 3차원 공간 어디서든 충전이 가능하도록 했다"며 "스마트 공장의 물류 로봇, 자동화 시스템에 무선 충전 설루션을 제공할 수 있을 것"이라고 말했다.

제1저자 이본영 박사는 "이번 연구는 기술적 성과를 넘어 전자기력을 활용한 새로운 에너지 전송 방식을 제시했다"며 "전자기력의 본질에 대한 새로운 접근을 보여주는 것"이라고 덧붙였다.

과학기술정보통신부 정보통신기획평가원의 지원을 받은 이번 연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 사이언스'(Advanced Science)에 지난달 21일 온라인으로 게재됐다.