- 외부의 열침입을 줄이는 여름철 폭염 대비 기술 개발 - 건물 벽에 상변화물질과 기포 주입기술을 적용 기후변화에 따른 여름철 폭염의 기세가 점점 커지면서 그 기간도 늘어나고 있어 여름철 냉방부하가 증가하고 있다. 현재 건물 외벽에는 열을 차단하기 위한 단열재가 사용되고 있는데, 추가적으로 외부 열침투를 지연시킬 수 있는 물질을 적용하여 실내 온도 상승을 낮춤으로써 건물의 냉방부하를 저감시킬 수 있다. 국내 연구진이 외부의 열침입을 줄일 수 있는 건물 외벽 소재를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 국가기반기술연구본부 강상우 박사팀은 상변화물질(PCM, Phase Change Material)을 적용하여 건물벽을 통한 열침투를 경감시키는데 성공했다고 밝혔다. KIST 연구진은 상변화물질을 건물 벽에 적용시켜 외부 열침투를 경감할 수 있게 했다. 상변화물질은 주변의 온도가 상승하면 열을 흡수하고 주변의 온도가 낮아지면 열을 방출하는 재료이며, 대표적인 물질로는 양초의 원료인 파라핀 오일이 있다. 고체상태의 상변화물질은 액체로 변하는 동안 주변의 열을 흡수하기 때문에 액체로 녹은 상변화물질이 흘러내리지 않도록 케이스에 담아 건물 벽에 적용하면 외부의 열이 내부로 침투하는 것을 막을 수 있다. 하지만 상변화물질은 건물 벽에서 액체로 상변화할 때, 건물의 바깥쪽부터 안쪽으로 일정하게 녹지 않는 문제점이 있다. 바깥 부분부터 액체로 변한 상변화물질은 뜨거운 부분은 위로, 그렇지 않은 부분은 아래쪽으로 이동하게 된다. 이에 따라 상변화물질은 위쪽부터 녹고 아래쪽은 잘 녹지 않게 되며, 이미 녹아버린 위쪽을 통하여 열이 실내로 침투하기 때문에 상변화물질을 사용한 이유인 상변화 동안의 온도 유지 효과가 금세 사라지게 된다.| KIST 강상우 박사 연구팀은 이러한 높이에 따라 불균일한 상변화 현상을 기포 주입을 통해 해결했다. 상변화가 일어나는 동안 상변화물질 하부로부터 기포를 주입하여 액체화된 상변화물질을 골고루 순환시켰다. 그 결과 상변화물질이 바깥쪽부터 균일하게 녹게 되어 상변화물질이 다 녹을 동안 건물벽 전체적으로 열침투가 중지되기 때문에 실내로의 온도상승을 지연시킬 수 있었다. KIST 강상우 박사는 “본 연구에 활용된 상변화물질 기포 발생장치를 이용한 단열 벽체가 건물 냉난방 에너지 절감에 기여할 것으로 기대하고 있다.”라며, “상변화물질을 이용한 단열 기술은 건물 벽에 단열재와 함께 활용되어 열침투 경감 성능을 높이고 제로에너지 건물의 외벽 소재로도 활용될 수 있다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST의 주요사업으로 수행되었으며, 연구결과는 에너지 분야 ‘Energy Conversion and Management’ (JCR 분야 상위 1.87%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Heat penetration reduction through PCM walls via bubble injections in buildings - (제 1저자) 한국과학기술연구원 최성호 학생연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 박진수 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 강상우 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 실험장치 개략도 (a) PCM 벽 단면도 (b) 온도측정 위치 [그림 2] (a) 실험장치 구성 (b) 유체유동 가시화용 레이져 모듈

- 외부의 열침입을 줄이는 여름철 폭염 대비 기술 개발 - 건물 벽에 상변화물질과 기포 주입기술을 적용 기후변화에 따른 여름철 폭염의 기세가 점점 커지면서 그 기간도 늘어나고 있어 여름철 냉방부하가 증가하고 있다. 현재 건물 외벽에는 열을 차단하기 위한 단열재가 사용되고 있는데, 추가적으로 외부 열침투를 지연시킬 수 있는 물질을 적용하여 실내 온도 상승을 낮춤으로써 건물의 냉방부하를 저감시킬 수 있다. 국내 연구진이 외부의 열침입을 줄일 수 있는 건물 외벽 소재를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 국가기반기술연구본부 강상우 박사팀은 상변화물질(PCM, Phase Change Material)을 적용하여 건물벽을 통한 열침투를 경감시키는데 성공했다고 밝혔다. KIST 연구진은 상변화물질을 건물 벽에 적용시켜 외부 열침투를 경감할 수 있게 했다. 상변화물질은 주변의 온도가 상승하면 열을 흡수하고 주변의 온도가 낮아지면 열을 방출하는 재료이며, 대표적인 물질로는 양초의 원료인 파라핀 오일이 있다. 고체상태의 상변화물질은 액체로 변하는 동안 주변의 열을 흡수하기 때문에 액체로 녹은 상변화물질이 흘러내리지 않도록 케이스에 담아 건물 벽에 적용하면 외부의 열이 내부로 침투하는 것을 막을 수 있다. 하지만 상변화물질은 건물 벽에서 액체로 상변화할 때, 건물의 바깥쪽부터 안쪽으로 일정하게 녹지 않는 문제점이 있다. 바깥 부분부터 액체로 변한 상변화물질은 뜨거운 부분은 위로, 그렇지 않은 부분은 아래쪽으로 이동하게 된다. 이에 따라 상변화물질은 위쪽부터 녹고 아래쪽은 잘 녹지 않게 되며, 이미 녹아버린 위쪽을 통하여 열이 실내로 침투하기 때문에 상변화물질을 사용한 이유인 상변화 동안의 온도 유지 효과가 금세 사라지게 된다.| KIST 강상우 박사 연구팀은 이러한 높이에 따라 불균일한 상변화 현상을 기포 주입을 통해 해결했다. 상변화가 일어나는 동안 상변화물질 하부로부터 기포를 주입하여 액체화된 상변화물질을 골고루 순환시켰다. 그 결과 상변화물질이 바깥쪽부터 균일하게 녹게 되어 상변화물질이 다 녹을 동안 건물벽 전체적으로 열침투가 중지되기 때문에 실내로의 온도상승을 지연시킬 수 있었다. KIST 강상우 박사는 “본 연구에 활용된 상변화물질 기포 발생장치를 이용한 단열 벽체가 건물 냉난방 에너지 절감에 기여할 것으로 기대하고 있다.”라며, “상변화물질을 이용한 단열 기술은 건물 벽에 단열재와 함께 활용되어 열침투 경감 성능을 높이고 제로에너지 건물의 외벽 소재로도 활용될 수 있다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST의 주요사업으로 수행되었으며, 연구결과는 에너지 분야 ‘Energy Conversion and Management’ (JCR 분야 상위 1.87%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Heat penetration reduction through PCM walls via bubble injections in buildings - (제 1저자) 한국과학기술연구원 최성호 학생연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 박진수 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 강상우 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 실험장치 개략도 (a) PCM 벽 단면도 (b) 온도측정 위치 [그림 2] (a) 실험장치 구성 (b) 유체유동 가시화용 레이져 모듈

- 외부의 열침입을 줄이는 여름철 폭염 대비 기술 개발 - 건물 벽에 상변화물질과 기포 주입기술을 적용 기후변화에 따른 여름철 폭염의 기세가 점점 커지면서 그 기간도 늘어나고 있어 여름철 냉방부하가 증가하고 있다. 현재 건물 외벽에는 열을 차단하기 위한 단열재가 사용되고 있는데, 추가적으로 외부 열침투를 지연시킬 수 있는 물질을 적용하여 실내 온도 상승을 낮춤으로써 건물의 냉방부하를 저감시킬 수 있다. 국내 연구진이 외부의 열침입을 줄일 수 있는 건물 외벽 소재를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 국가기반기술연구본부 강상우 박사팀은 상변화물질(PCM, Phase Change Material)을 적용하여 건물벽을 통한 열침투를 경감시키는데 성공했다고 밝혔다. KIST 연구진은 상변화물질을 건물 벽에 적용시켜 외부 열침투를 경감할 수 있게 했다. 상변화물질은 주변의 온도가 상승하면 열을 흡수하고 주변의 온도가 낮아지면 열을 방출하는 재료이며, 대표적인 물질로는 양초의 원료인 파라핀 오일이 있다. 고체상태의 상변화물질은 액체로 변하는 동안 주변의 열을 흡수하기 때문에 액체로 녹은 상변화물질이 흘러내리지 않도록 케이스에 담아 건물 벽에 적용하면 외부의 열이 내부로 침투하는 것을 막을 수 있다. 하지만 상변화물질은 건물 벽에서 액체로 상변화할 때, 건물의 바깥쪽부터 안쪽으로 일정하게 녹지 않는 문제점이 있다. 바깥 부분부터 액체로 변한 상변화물질은 뜨거운 부분은 위로, 그렇지 않은 부분은 아래쪽으로 이동하게 된다. 이에 따라 상변화물질은 위쪽부터 녹고 아래쪽은 잘 녹지 않게 되며, 이미 녹아버린 위쪽을 통하여 열이 실내로 침투하기 때문에 상변화물질을 사용한 이유인 상변화 동안의 온도 유지 효과가 금세 사라지게 된다.| KIST 강상우 박사 연구팀은 이러한 높이에 따라 불균일한 상변화 현상을 기포 주입을 통해 해결했다. 상변화가 일어나는 동안 상변화물질 하부로부터 기포를 주입하여 액체화된 상변화물질을 골고루 순환시켰다. 그 결과 상변화물질이 바깥쪽부터 균일하게 녹게 되어 상변화물질이 다 녹을 동안 건물벽 전체적으로 열침투가 중지되기 때문에 실내로의 온도상승을 지연시킬 수 있었다. KIST 강상우 박사는 “본 연구에 활용된 상변화물질 기포 발생장치를 이용한 단열 벽체가 건물 냉난방 에너지 절감에 기여할 것으로 기대하고 있다.”라며, “상변화물질을 이용한 단열 기술은 건물 벽에 단열재와 함께 활용되어 열침투 경감 성능을 높이고 제로에너지 건물의 외벽 소재로도 활용될 수 있다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST의 주요사업으로 수행되었으며, 연구결과는 에너지 분야 ‘Energy Conversion and Management’ (JCR 분야 상위 1.87%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Heat penetration reduction through PCM walls via bubble injections in buildings - (제 1저자) 한국과학기술연구원 최성호 학생연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 박진수 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 강상우 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 실험장치 개략도 (a) PCM 벽 단면도 (b) 온도측정 위치 [그림 2] (a) 실험장치 구성 (b) 유체유동 가시화용 레이져 모듈

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- 외부의 열침입을 줄이는 여름철 폭염 대비 기술 개발 - 건물 벽에 상변화물질과 기포 주입기술을 적용 기후변화에 따른 여름철 폭염의 기세가 점점 커지면서 그 기간도 늘어나고 있어 여름철 냉방부하가 증가하고 있다. 현재 건물 외벽에는 열을 차단하기 위한 단열재가 사용되고 있는데, 추가적으로 외부 열침투를 지연시킬 수 있는 물질을 적용하여 실내 온도 상승을 낮춤으로써 건물의 냉방부하를 저감시킬 수 있다. 국내 연구진이 외부의 열침입을 줄일 수 있는 건물 외벽 소재를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 국가기반기술연구본부 강상우 박사팀은 상변화물질(PCM, Phase Change Material)을 적용하여 건물벽을 통한 열침투를 경감시키는데 성공했다고 밝혔다. KIST 연구진은 상변화물질을 건물 벽에 적용시켜 외부 열침투를 경감할 수 있게 했다. 상변화물질은 주변의 온도가 상승하면 열을 흡수하고 주변의 온도가 낮아지면 열을 방출하는 재료이며, 대표적인 물질로는 양초의 원료인 파라핀 오일이 있다. 고체상태의 상변화물질은 액체로 변하는 동안 주변의 열을 흡수하기 때문에 액체로 녹은 상변화물질이 흘러내리지 않도록 케이스에 담아 건물 벽에 적용하면 외부의 열이 내부로 침투하는 것을 막을 수 있다. 하지만 상변화물질은 건물 벽에서 액체로 상변화할 때, 건물의 바깥쪽부터 안쪽으로 일정하게 녹지 않는 문제점이 있다. 바깥 부분부터 액체로 변한 상변화물질은 뜨거운 부분은 위로, 그렇지 않은 부분은 아래쪽으로 이동하게 된다. 이에 따라 상변화물질은 위쪽부터 녹고 아래쪽은 잘 녹지 않게 되며, 이미 녹아버린 위쪽을 통하여 열이 실내로 침투하기 때문에 상변화물질을 사용한 이유인 상변화 동안의 온도 유지 효과가 금세 사라지게 된다.| KIST 강상우 박사 연구팀은 이러한 높이에 따라 불균일한 상변화 현상을 기포 주입을 통해 해결했다. 상변화가 일어나는 동안 상변화물질 하부로부터 기포를 주입하여 액체화된 상변화물질을 골고루 순환시켰다. 그 결과 상변화물질이 바깥쪽부터 균일하게 녹게 되어 상변화물질이 다 녹을 동안 건물벽 전체적으로 열침투가 중지되기 때문에 실내로의 온도상승을 지연시킬 수 있었다. KIST 강상우 박사는 “본 연구에 활용된 상변화물질 기포 발생장치를 이용한 단열 벽체가 건물 냉난방 에너지 절감에 기여할 것으로 기대하고 있다.”라며, “상변화물질을 이용한 단열 기술은 건물 벽에 단열재와 함께 활용되어 열침투 경감 성능을 높이고 제로에너지 건물의 외벽 소재로도 활용될 수 있다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST의 주요사업으로 수행되었으며, 연구결과는 에너지 분야 ‘Energy Conversion and Management’ (JCR 분야 상위 1.87%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Heat penetration reduction through PCM walls via bubble injections in buildings - (제 1저자) 한국과학기술연구원 최성호 학생연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 박진수 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 강상우 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 실험장치 개략도 (a) PCM 벽 단면도 (b) 온도측정 위치 [그림 2] (a) 실험장치 구성 (b) 유체유동 가시화용 레이져 모듈

- 외부의 열침입을 줄이는 여름철 폭염 대비 기술 개발 - 건물 벽에 상변화물질과 기포 주입기술을 적용 기후변화에 따른 여름철 폭염의 기세가 점점 커지면서 그 기간도 늘어나고 있어 여름철 냉방부하가 증가하고 있다. 현재 건물 외벽에는 열을 차단하기 위한 단열재가 사용되고 있는데, 추가적으로 외부 열침투를 지연시킬 수 있는 물질을 적용하여 실내 온도 상승을 낮춤으로써 건물의 냉방부하를 저감시킬 수 있다. 국내 연구진이 외부의 열침입을 줄일 수 있는 건물 외벽 소재를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 국가기반기술연구본부 강상우 박사팀은 상변화물질(PCM, Phase Change Material)을 적용하여 건물벽을 통한 열침투를 경감시키는데 성공했다고 밝혔다. KIST 연구진은 상변화물질을 건물 벽에 적용시켜 외부 열침투를 경감할 수 있게 했다. 상변화물질은 주변의 온도가 상승하면 열을 흡수하고 주변의 온도가 낮아지면 열을 방출하는 재료이며, 대표적인 물질로는 양초의 원료인 파라핀 오일이 있다. 고체상태의 상변화물질은 액체로 변하는 동안 주변의 열을 흡수하기 때문에 액체로 녹은 상변화물질이 흘러내리지 않도록 케이스에 담아 건물 벽에 적용하면 외부의 열이 내부로 침투하는 것을 막을 수 있다. 하지만 상변화물질은 건물 벽에서 액체로 상변화할 때, 건물의 바깥쪽부터 안쪽으로 일정하게 녹지 않는 문제점이 있다. 바깥 부분부터 액체로 변한 상변화물질은 뜨거운 부분은 위로, 그렇지 않은 부분은 아래쪽으로 이동하게 된다. 이에 따라 상변화물질은 위쪽부터 녹고 아래쪽은 잘 녹지 않게 되며, 이미 녹아버린 위쪽을 통하여 열이 실내로 침투하기 때문에 상변화물질을 사용한 이유인 상변화 동안의 온도 유지 효과가 금세 사라지게 된다.| KIST 강상우 박사 연구팀은 이러한 높이에 따라 불균일한 상변화 현상을 기포 주입을 통해 해결했다. 상변화가 일어나는 동안 상변화물질 하부로부터 기포를 주입하여 액체화된 상변화물질을 골고루 순환시켰다. 그 결과 상변화물질이 바깥쪽부터 균일하게 녹게 되어 상변화물질이 다 녹을 동안 건물벽 전체적으로 열침투가 중지되기 때문에 실내로의 온도상승을 지연시킬 수 있었다. KIST 강상우 박사는 “본 연구에 활용된 상변화물질 기포 발생장치를 이용한 단열 벽체가 건물 냉난방 에너지 절감에 기여할 것으로 기대하고 있다.”라며, “상변화물질을 이용한 단열 기술은 건물 벽에 단열재와 함께 활용되어 열침투 경감 성능을 높이고 제로에너지 건물의 외벽 소재로도 활용될 수 있다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST의 주요사업으로 수행되었으며, 연구결과는 에너지 분야 ‘Energy Conversion and Management’ (JCR 분야 상위 1.87%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Heat penetration reduction through PCM walls via bubble injections in buildings - (제 1저자) 한국과학기술연구원 최성호 학생연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 박진수 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 강상우 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 실험장치 개략도 (a) PCM 벽 단면도 (b) 온도측정 위치 [그림 2] (a) 실험장치 구성 (b) 유체유동 가시화용 레이져 모듈

- 스스로 공진(共振)을 맞추는 자동 튜닝 기술 탑재된‘에너지 하베스팅’기술 - 사물인터넷(IoT)이나 소형 전자기기의 독립 전원으로 응용 기대 국내 연구진이 스스로 튜닝되며 다양한 진동수의 진동 에너지를 흡수하여 발전하는 에너지 하베스터를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 전자재료연구단 송현철 박사 연구팀이 설치 환경에 따라 에너지 하베스터가 스스로 고유진동수를 조절하여, 공진을 맞추는 자동 공진 튜닝(Automatic resonance tuning) 에너지 하베스터를 개발했다고 밝혔다. 최근 진동이나 열과 같이 우리 주변에서 버려지는 에너지들을 수확하여 이용하는 에너지 하베스팅(Energy harvesting)기술이 주목받고 있다. 이러한 에너지 하베스팅 기술은 배터리나 전원선 연결 없이 주변 에너지로 자가 발전하는 소자를 가능하게 해준다. 특히, 사물인터넷과 같이 무선으로 동작하는 작은 전자기기에서 배터리대신 독립전원으로 유용하게 활용될 수 있다. 자동차나 기차, 산업현장에서 발생하는 진동 또한 에너지 하베스팅 기술로 전기에너지를 생산할 수 있는데, 이러한 에너지 하베스터는 작은 진동으로부터 최대한의 전기에너지를 생산하여 저장하는 것이 큰 숙제였다. 이를 위해서는 고음의 음악소리에 유리잔이 깨지거나, 산들바람에도 큰 다리를 무너지게도 하는 공진(Resonance) 현상을 활용해야 한다. 그러나 에너지 하베스터는 하나의 고유한 진동수를 갖고 있는 반면, 우리가 이용하려는 주변 진동들은 각각 다른 넓은 범위의 진동수를 가지고 분포하고 있다. 이 때문에 에너지 하베스터를 설치할 때마다 설치 환경에 맞춰 고유진동수를 튜닝(Tuning)시켜 공진을 유도해야 하며, 이는 에너지 하베스터를 활용하는 데 큰 걸림돌이 되어 왔다. 이를 해결하기 위해 모터나 마이크로 콘트롤러를 이용하는 자동 튜닝 에너지 하베스터가 개발되었으나, 튜닝용 모터와 콘트롤러를 구동하기 위한 전기에너지 소모가 적지 않아 발전 효율이 크게 저하되는 문제가 있었다. KIST 연구진은 별도의 전기장치 없이도 주변 진동수에 스스로 튜닝될 수 있는 특별한 구조의 에너지 하베스터를 개발했다. 에너지 하베스터 내부에 자율적으로 움직이는 추를 부착하였고, 주변의 진동을 감지하면 추가 스스로 다른 위치로 이동하게 된다. 추의 위치가 변한 에너지 하베스터는 외부의 진동과 같은 진동수를 갖게 되어 다양한 진동과 공진할 수 있게 되었다. 기존의 하나의 고유진동수를 가지는 소자 보다 공진할 수 있는 주파수 대역을 1400% 이상 향상시키는 결과를 얻었다. 본 연구를 주도한 KIST 송현철 박사는 “이번 연구에서는 간단한 구조를 가지며 추가적인 에너지 소모 없이 자가 튜닝(Self-tuning)을 최초로 구현했다는데 큰 의의가 있으며, 에너지 하베스터를 우리 실생활에 적용하는 시기를 크게 앞당겨 줄 것으로 예상된다.”라며 “향후 4차 산업혁명의 핵심기술 중 하나인 사물인터넷을 비롯하여, 무선 센서 네트워크나 웨어러블 전자기기의 자율독립전원으로써 자가 튜닝 에너지 하베스터가 핵심적 역할을 수행할 수 있을 것으로 보인다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 에너지기술평가원 에너지기술개발사업 및 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업으로 수행되었다. 본 연구 결과는 에너지 분야 국제 학술지인 ‘Nano Energy’(IF : 16.602, JCR 4.088%)의 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Automatic Resonance Tuning Mechanism for Ultra-wide bandwidth Mechanical Energy Harvesting - (제 1저자) 한국과학기술연구원 전자재료연구단 신윤환 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 전자재료연구단 송현철 박사 <그림설명> [그림1] 에너지 하베스터의 구조 및 자가 튜닝 원리 (위) 자가 튜닝 에너지 하베스터의 특성을 보여주는 그래프 (아래) [그림2] 자가 튜닝 에너지 하베스터의 구동 원리 분석을 위한 초고속 카메라 사진

- 스스로 공진(共振)을 맞추는 자동 튜닝 기술 탑재된‘에너지 하베스팅’기술 - 사물인터넷(IoT)이나 소형 전자기기의 독립 전원으로 응용 기대 국내 연구진이 스스로 튜닝되며 다양한 진동수의 진동 에너지를 흡수하여 발전하는 에너지 하베스터를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 전자재료연구단 송현철 박사 연구팀이 설치 환경에 따라 에너지 하베스터가 스스로 고유진동수를 조절하여, 공진을 맞추는 자동 공진 튜닝(Automatic resonance tuning) 에너지 하베스터를 개발했다고 밝혔다. 최근 진동이나 열과 같이 우리 주변에서 버려지는 에너지들을 수확하여 이용하는 에너지 하베스팅(Energy harvesting)기술이 주목받고 있다. 이러한 에너지 하베스팅 기술은 배터리나 전원선 연결 없이 주변 에너지로 자가 발전하는 소자를 가능하게 해준다. 특히, 사물인터넷과 같이 무선으로 동작하는 작은 전자기기에서 배터리대신 독립전원으로 유용하게 활용될 수 있다. 자동차나 기차, 산업현장에서 발생하는 진동 또한 에너지 하베스팅 기술로 전기에너지를 생산할 수 있는데, 이러한 에너지 하베스터는 작은 진동으로부터 최대한의 전기에너지를 생산하여 저장하는 것이 큰 숙제였다. 이를 위해서는 고음의 음악소리에 유리잔이 깨지거나, 산들바람에도 큰 다리를 무너지게도 하는 공진(Resonance) 현상을 활용해야 한다. 그러나 에너지 하베스터는 하나의 고유한 진동수를 갖고 있는 반면, 우리가 이용하려는 주변 진동들은 각각 다른 넓은 범위의 진동수를 가지고 분포하고 있다. 이 때문에 에너지 하베스터를 설치할 때마다 설치 환경에 맞춰 고유진동수를 튜닝(Tuning)시켜 공진을 유도해야 하며, 이는 에너지 하베스터를 활용하는 데 큰 걸림돌이 되어 왔다. 이를 해결하기 위해 모터나 마이크로 콘트롤러를 이용하는 자동 튜닝 에너지 하베스터가 개발되었으나, 튜닝용 모터와 콘트롤러를 구동하기 위한 전기에너지 소모가 적지 않아 발전 효율이 크게 저하되는 문제가 있었다. KIST 연구진은 별도의 전기장치 없이도 주변 진동수에 스스로 튜닝될 수 있는 특별한 구조의 에너지 하베스터를 개발했다. 에너지 하베스터 내부에 자율적으로 움직이는 추를 부착하였고, 주변의 진동을 감지하면 추가 스스로 다른 위치로 이동하게 된다. 추의 위치가 변한 에너지 하베스터는 외부의 진동과 같은 진동수를 갖게 되어 다양한 진동과 공진할 수 있게 되었다. 기존의 하나의 고유진동수를 가지는 소자 보다 공진할 수 있는 주파수 대역을 1400% 이상 향상시키는 결과를 얻었다. 본 연구를 주도한 KIST 송현철 박사는 “이번 연구에서는 간단한 구조를 가지며 추가적인 에너지 소모 없이 자가 튜닝(Self-tuning)을 최초로 구현했다는데 큰 의의가 있으며, 에너지 하베스터를 우리 실생활에 적용하는 시기를 크게 앞당겨 줄 것으로 예상된다.”라며 “향후 4차 산업혁명의 핵심기술 중 하나인 사물인터넷을 비롯하여, 무선 센서 네트워크나 웨어러블 전자기기의 자율독립전원으로써 자가 튜닝 에너지 하베스터가 핵심적 역할을 수행할 수 있을 것으로 보인다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 에너지기술평가원 에너지기술개발사업 및 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업으로 수행되었다. 본 연구 결과는 에너지 분야 국제 학술지인 ‘Nano Energy’(IF : 16.602, JCR 4.088%)의 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Automatic Resonance Tuning Mechanism for Ultra-wide bandwidth Mechanical Energy Harvesting - (제 1저자) 한국과학기술연구원 전자재료연구단 신윤환 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 전자재료연구단 송현철 박사 <그림설명> [그림1] 에너지 하베스터의 구조 및 자가 튜닝 원리 (위) 자가 튜닝 에너지 하베스터의 특성을 보여주는 그래프 (아래) [그림2] 자가 튜닝 에너지 하베스터의 구동 원리 분석을 위한 초고속 카메라 사진

- 스스로 공진(共振)을 맞추는 자동 튜닝 기술 탑재된‘에너지 하베스팅’기술 - 사물인터넷(IoT)이나 소형 전자기기의 독립 전원으로 응용 기대 국내 연구진이 스스로 튜닝되며 다양한 진동수의 진동 에너지를 흡수하여 발전하는 에너지 하베스터를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 전자재료연구단 송현철 박사 연구팀이 설치 환경에 따라 에너지 하베스터가 스스로 고유진동수를 조절하여, 공진을 맞추는 자동 공진 튜닝(Automatic resonance tuning) 에너지 하베스터를 개발했다고 밝혔다. 최근 진동이나 열과 같이 우리 주변에서 버려지는 에너지들을 수확하여 이용하는 에너지 하베스팅(Energy harvesting)기술이 주목받고 있다. 이러한 에너지 하베스팅 기술은 배터리나 전원선 연결 없이 주변 에너지로 자가 발전하는 소자를 가능하게 해준다. 특히, 사물인터넷과 같이 무선으로 동작하는 작은 전자기기에서 배터리대신 독립전원으로 유용하게 활용될 수 있다. 자동차나 기차, 산업현장에서 발생하는 진동 또한 에너지 하베스팅 기술로 전기에너지를 생산할 수 있는데, 이러한 에너지 하베스터는 작은 진동으로부터 최대한의 전기에너지를 생산하여 저장하는 것이 큰 숙제였다. 이를 위해서는 고음의 음악소리에 유리잔이 깨지거나, 산들바람에도 큰 다리를 무너지게도 하는 공진(Resonance) 현상을 활용해야 한다. 그러나 에너지 하베스터는 하나의 고유한 진동수를 갖고 있는 반면, 우리가 이용하려는 주변 진동들은 각각 다른 넓은 범위의 진동수를 가지고 분포하고 있다. 이 때문에 에너지 하베스터를 설치할 때마다 설치 환경에 맞춰 고유진동수를 튜닝(Tuning)시켜 공진을 유도해야 하며, 이는 에너지 하베스터를 활용하는 데 큰 걸림돌이 되어 왔다. 이를 해결하기 위해 모터나 마이크로 콘트롤러를 이용하는 자동 튜닝 에너지 하베스터가 개발되었으나, 튜닝용 모터와 콘트롤러를 구동하기 위한 전기에너지 소모가 적지 않아 발전 효율이 크게 저하되는 문제가 있었다. KIST 연구진은 별도의 전기장치 없이도 주변 진동수에 스스로 튜닝될 수 있는 특별한 구조의 에너지 하베스터를 개발했다. 에너지 하베스터 내부에 자율적으로 움직이는 추를 부착하였고, 주변의 진동을 감지하면 추가 스스로 다른 위치로 이동하게 된다. 추의 위치가 변한 에너지 하베스터는 외부의 진동과 같은 진동수를 갖게 되어 다양한 진동과 공진할 수 있게 되었다. 기존의 하나의 고유진동수를 가지는 소자 보다 공진할 수 있는 주파수 대역을 1400% 이상 향상시키는 결과를 얻었다. 본 연구를 주도한 KIST 송현철 박사는 “이번 연구에서는 간단한 구조를 가지며 추가적인 에너지 소모 없이 자가 튜닝(Self-tuning)을 최초로 구현했다는데 큰 의의가 있으며, 에너지 하베스터를 우리 실생활에 적용하는 시기를 크게 앞당겨 줄 것으로 예상된다.”라며 “향후 4차 산업혁명의 핵심기술 중 하나인 사물인터넷을 비롯하여, 무선 센서 네트워크나 웨어러블 전자기기의 자율독립전원으로써 자가 튜닝 에너지 하베스터가 핵심적 역할을 수행할 수 있을 것으로 보인다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 에너지기술평가원 에너지기술개발사업 및 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업으로 수행되었다. 본 연구 결과는 에너지 분야 국제 학술지인 ‘Nano Energy’(IF : 16.602, JCR 4.088%)의 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Automatic Resonance Tuning Mechanism for Ultra-wide bandwidth Mechanical Energy Harvesting - (제 1저자) 한국과학기술연구원 전자재료연구단 신윤환 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 전자재료연구단 송현철 박사 <그림설명> [그림1] 에너지 하베스터의 구조 및 자가 튜닝 원리 (위) 자가 튜닝 에너지 하베스터의 특성을 보여주는 그래프 (아래) [그림2] 자가 튜닝 에너지 하베스터의 구동 원리 분석을 위한 초고속 카메라 사진

- 스스로 공진(共振)을 맞추는 자동 튜닝 기술 탑재된‘에너지 하베스팅’기술 - 사물인터넷(IoT)이나 소형 전자기기의 독립 전원으로 응용 기대 국내 연구진이 스스로 튜닝되며 다양한 진동수의 진동 에너지를 흡수하여 발전하는 에너지 하베스터를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 전자재료연구단 송현철 박사 연구팀이 설치 환경에 따라 에너지 하베스터가 스스로 고유진동수를 조절하여, 공진을 맞추는 자동 공진 튜닝(Automatic resonance tuning) 에너지 하베스터를 개발했다고 밝혔다. 최근 진동이나 열과 같이 우리 주변에서 버려지는 에너지들을 수확하여 이용하는 에너지 하베스팅(Energy harvesting)기술이 주목받고 있다. 이러한 에너지 하베스팅 기술은 배터리나 전원선 연결 없이 주변 에너지로 자가 발전하는 소자를 가능하게 해준다. 특히, 사물인터넷과 같이 무선으로 동작하는 작은 전자기기에서 배터리대신 독립전원으로 유용하게 활용될 수 있다. 자동차나 기차, 산업현장에서 발생하는 진동 또한 에너지 하베스팅 기술로 전기에너지를 생산할 수 있는데, 이러한 에너지 하베스터는 작은 진동으로부터 최대한의 전기에너지를 생산하여 저장하는 것이 큰 숙제였다. 이를 위해서는 고음의 음악소리에 유리잔이 깨지거나, 산들바람에도 큰 다리를 무너지게도 하는 공진(Resonance) 현상을 활용해야 한다. 그러나 에너지 하베스터는 하나의 고유한 진동수를 갖고 있는 반면, 우리가 이용하려는 주변 진동들은 각각 다른 넓은 범위의 진동수를 가지고 분포하고 있다. 이 때문에 에너지 하베스터를 설치할 때마다 설치 환경에 맞춰 고유진동수를 튜닝(Tuning)시켜 공진을 유도해야 하며, 이는 에너지 하베스터를 활용하는 데 큰 걸림돌이 되어 왔다. 이를 해결하기 위해 모터나 마이크로 콘트롤러를 이용하는 자동 튜닝 에너지 하베스터가 개발되었으나, 튜닝용 모터와 콘트롤러를 구동하기 위한 전기에너지 소모가 적지 않아 발전 효율이 크게 저하되는 문제가 있었다. KIST 연구진은 별도의 전기장치 없이도 주변 진동수에 스스로 튜닝될 수 있는 특별한 구조의 에너지 하베스터를 개발했다. 에너지 하베스터 내부에 자율적으로 움직이는 추를 부착하였고, 주변의 진동을 감지하면 추가 스스로 다른 위치로 이동하게 된다. 추의 위치가 변한 에너지 하베스터는 외부의 진동과 같은 진동수를 갖게 되어 다양한 진동과 공진할 수 있게 되었다. 기존의 하나의 고유진동수를 가지는 소자 보다 공진할 수 있는 주파수 대역을 1400% 이상 향상시키는 결과를 얻었다. 본 연구를 주도한 KIST 송현철 박사는 “이번 연구에서는 간단한 구조를 가지며 추가적인 에너지 소모 없이 자가 튜닝(Self-tuning)을 최초로 구현했다는데 큰 의의가 있으며, 에너지 하베스터를 우리 실생활에 적용하는 시기를 크게 앞당겨 줄 것으로 예상된다.”라며 “향후 4차 산업혁명의 핵심기술 중 하나인 사물인터넷을 비롯하여, 무선 센서 네트워크나 웨어러블 전자기기의 자율독립전원으로써 자가 튜닝 에너지 하베스터가 핵심적 역할을 수행할 수 있을 것으로 보인다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 에너지기술평가원 에너지기술개발사업 및 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업으로 수행되었다. 본 연구 결과는 에너지 분야 국제 학술지인 ‘Nano Energy’(IF : 16.602, JCR 4.088%)의 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Automatic Resonance Tuning Mechanism for Ultra-wide bandwidth Mechanical Energy Harvesting - (제 1저자) 한국과학기술연구원 전자재료연구단 신윤환 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 전자재료연구단 송현철 박사 <그림설명> [그림1] 에너지 하베스터의 구조 및 자가 튜닝 원리 (위) 자가 튜닝 에너지 하베스터의 특성을 보여주는 그래프 (아래) [그림2] 자가 튜닝 에너지 하베스터의 구동 원리 분석을 위한 초고속 카메라 사진