주변 자기장에서 에너지를 뽑아내 자가 발전하는 센서가 개발됐다. 전기 확보가 어려운 폐쇄된 공간에서도 여러 기기를 사용하는 시대가 열릴 것으로 학계는 기대했다.
미국 매사추세츠공과대학교(MIT) 연구팀은 최근 공개한 실험 보고서에서 전지도 콘센트도 필요 없는 획기적인 자체 발전 센서를 소개했다.
이 센서는 주의위 자기장으로부터 에너지를 얻어 장기간 축적한다. 예컨대 망망대해를 항해하는 선내의 모터 배선에 이 센서를 부착하면 거기서 발생하는 자기장으로 발전한다. 게다가 간단한 기능을 더하면 모터의 온도 등 상태에 대한 상시 모니터링까지 가능하다.
연구팀에 따르면 이 센서는 범용성이 넓어 여러 종류의 동력원에서 전기를 축적한다. 즉 자기장 뿐만 아니라, 진동이나 태양광을 이용해 전기를 생산할 수 있다.
실험 관계자는 "우리가 만들어낸 것은 자기장에서 발전해 작동하는 배터리·콘센트 프리 온도 센서"라며 "정작 중요한 것은 이를 실현한 전력 관리 회로 시스템"이라고 전했다.
이 관계자는 "우리가 구상한 발전 시스템은 초기 전압이 없어도 가동할 수 있어야 하며, 배터리 없이 효율적으로 전기를 모아야 했다"며 "배터리를 이용하면 시스템이 복잡해지고 교체 등 수고가 드는 데다 화재 위험도 있으므로 자가 발전 시스템에서는 전기를 모으는 콘덴서를 이용했다"고 덧붙였다.
일반적으로 콘덴서는 도전판 사이에 전기를 저장하는 구조다. 다양한 소재로 만들 수 있고, 동작 및 공간 등 여러 조건에 유기적으로 조정 가능한 것이 장점이다.
연구팀이 안은 또 하나의 과제는 시스템 내 전기 제어 방법이었다. 시스템을 제대로 작동하려면 전기를 사용하는 상황을 항상 체크하고 이에 맞춰 배분해야 한다. 연구팀은 제어 알고리즘을 개발해 시스템의 두뇌인 마이크로 컨트롤러에 전기량을 체크하거나 센서를 켜게 했다.
실험 관계자는 "우리가 설계한 전력 관리 회로 시스템과 시판 온도 센서를 조합한 것이 이번 셀프 발전 센서"라며 "이 센서는 자기장으로부터 에너지를 흡수해 그 전기로 온도를 모니터링하고 블루투스를 활용, 스마트폰에 데이터를 보낸다"고 말했다.
이어 "아직은 사용할 수 있는 전기에 제한이 있다. 너무 큰 전기 에너지를 들여오려고 하면 폭발할 위험이 있다"며 "이 센서는 데이터 통신에 가장 많은 전기를 소비하기 때문에 앞으로는 빛이나 소리를 사용하는 등 에너지 소비가 적은 데이터 송신 수단을 연구할 것"이라고 강조했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
