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태양 및 바람으로부터 에너지를 얻는 섬유소재
연구원 2016-10-14 3182

 

 

태양 및 바람으로부터 에너지를 얻는 섬유소재

 

 

미국 Georgia Institute Technology는 최근 태양광과 동작으로부터 에너지를 얻을 수 있는 새로운 섬유소재를 개발하였다고 발표하였다.

하나의 섬유직물에 두 가지 유형의 발전기를 결합하는 것은 스마트폰 또는 위성 위치확인 시스템(global positioning system)과 같은 전원장치에 스스로 에너지원을 제공할 수 있는 garment 개발을 용이하게 하였다.

연구에 참여한 Zhong Lin Wang 교수는 hybrid power textile은 화창한 날에 부는 바람과 같은 어떤 간단한 조건으로부터 야외에서 장치충전에 대한 새로운 해법을 제공하게 될 것이다.”라고 말했다.

 

Flexible, breathable and light weight

fabric을 만들기 위해 연구팀은 섬유기반의 마찰전기를 이용한 나노발전기(nanogenerators)와 경량 폴리머 섬유로 만든 태양전지를 직조하는데 일반 섬유기계를 사용했다. 마찰전기를 이용한 나노발전기는 미끄럼이나 진동 또는 회전과 같은 기계적 운동으로부터 소량의 전기를 생성할 수 있는 마찰효과와 정전유도효과의 조합을 사용한다.

연구책임자인 Wang 교수는 현재 텐트나 커튼 또는 의복 내에 통합시킬 수 있는 양모를 사용해 함께 짠 320의 두꺼운 직물의 새로운 소재를 구상중에 있다. Wang 교수는 이 소재는 높은 유연성과 통기성 및 경량성 등 다양한 용도에 적용이 가능하다고 말했다.

 

Use of polymer materials

Fiber 기반의 마찰전기를 이용한 나노발전기는 다른 물체와의 이동 접촉으로 전기적 에너지가 생성될 때 전기에너지를 포획할 수 있는 것으로 알려져 있다. Wang 교수 팀은 fabric의 태양광 harvesting 부분에 다른 섬유들과 함께 직조할 수 있는 와이어 형태로 만든 photo anode를 사용했다.

이 섬유의 뼈대는 환경 친화적으로 제조한 저가의 일반적인 폴리머 재료로 만들어졌으며 또한 전극은 저 코스트 공정으로 제조해 대량생산도 가능하다.

 

Next steps

이번 실험에서 Wang 연구팀들은 일반 사무용지 크기 정도의 fabric을 사용하여 작고 다양한 깃발과 같은 막대에 이것을 부착하였는데, 차량 윈도우를 내리고 깃발을 바람에 노출시키자 흐린 날에도 이동하는 차 안에서 상당량의 전력을 생산할 수 있었다.

이 연구팀은 태양광 이동하에서 4~5크기의 조각에서의 출력을 측정하였는데, 이때 측정된 출력은 2volt의 시판 콘덴서를 1분 내에 2까지 충전하는 용량이었다. 이는 거친 환경 하에서도 괄목할만한 능력을 갖고 있음을 보여주는 것이다.

초기 시험의 경우 직물이 반복되는 격렬한 조건에서의 사용에서도 견딜 수 있음을 보여주고 있으나 앞으로도 내구성에 대한 연구는 장기적으로 계속 진행할 계획이다.

이 연구의 다음 단계는 비와 습기로부터 전기부품을 보호하기 위한 적절한 캡슐 개발 등을 포함하는 산업용도로서의 직물의 최적화에 있다.

 

출처 : September 27th, 2016(http://www.innovationintextiles.com)

 

 

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