DGIST, 세계 최초 초음파 기반 고성능 무선 충전 기술 개발

아이언맨 슈트의 무선 충전 기술 현실화 기대

DGIST 전기전자컴퓨터공학과 장진호 교수팀이 실험 결과를 확인하고 있다. DGIST 제공.

대구경북과학기술원(DGIST) 전기전자컴퓨터공학과 장진호 교수팀은 인체 삽입형 의료기기의 배터리를 초음파로 무선 충전할 수 있는 기술을 개발했다고 DGIST는 25일 밝혔다.

연구팀이 이번에 개발한 기술은 세계 최초로 30mAh 배터리를 무선 충전으로 1시간 20분 내에 완충이 가능한 기술로, 향후 다기능 삽입형 의료용 전자기기 상용화에 기여할 것으로 기대하고 있다.

최근 고령화, 사고 및 질병 등으로 신체 및 장기 기능에 발생한 장애를 극복하기 위해 인체 삽입형 의료기기에 대한 수요가 증가하고 있으나, 의료기기 동작에 필수인 배터리 충전기술의 한계로 인해 기기의 활용 분야와 효용성이 제한적이다.

장진호 교수팀은 가능한 넓은 영역에 초음파가 집중적으로 모이도록 설계해 송신기를 만들고, 송신한 초음파의 에너지가 주로 모이는 영역과 크기가 동일한 직사각형 형태의 수신기를 제작했다. 30mAh 상용 배터리를 대상으로 무선 충전 송신기와 수신기(압전 발전기) 사이에 50mm의 간격을 두고 실험한 결과, 배터리의 완충까지 물에서는 1시간 20분, 생체조직(돼지)에서는 1시간 50분이 소요됐다.

DGIST 전기전자컴퓨터공학과 장진호 교수는 "이번 연구로 무선 전력 전송 분야의 원천적 문제를 초음파 전문가의 시각에서 접근해 해결할 수 있는 이론적 근거를 마련할 수 있었다"며 "향후 고효율 전력 반도체와 배터리 제어 반도체 등을 개발할 수 있는 반도체 전문가와 협업을 통해 상용 배터리를 1시간 안에 완충할 수 있는 초음파 기반 고성능 무선 전력 전송 시스템을 개발하고 상용화까지 추진할 계획"이라고 말했다.

한편, 이번 연구는 DGIST의 그랜드챌린지연구혁신 프로젝트(P-CoE)와 한국연구재단의 중견연구자지원사업의 지원을 통해 수행됐다. 연구 결과는 에너지 공학 분야의 저명 국제 학술지 중 하나인 'Nano Energy(Impact Factor=17.6)'에 게재됐다.