3차원 공간 어디서든 충전…'전기공진 무선충전기술' 세계 최초 개발

(울산=뉴스1) 김재식 기자 = UNIST(울산과학기술원·총장 박종래) 전기전자공학과 변영재 교수팀은 3차원 공간 어디에서든 충전이 가능한 전기공진 방식의 무선전력전송(ERWPT) 기술을 세계 최초로 개발했다고 12일 밝혔다.

UNIST에 따르면 변영재 교수팀은 전기장이 일정한 방향성을 유지하는 특성에서 착안해 전기공진 방식의 무선전력전송 기술을 개발했다. 개발된 기술은 가로, 세로, 높이가 최대 2m인 공간 안에서 46%의 무선전력 전송효율을 보였다.

앞서 2007년 미국 MIT 연구진은 ‘자기공진방식’을 통해 최대 2m 떨어진 거리에서 40%의 전송효율을 달성한 바 있다.

변영재 교수는 “MIT 연구진이 자기공진 방식으로 중거리 충전의 가능성을 보여줬다면, 이번 기술은 이에서 진화해 3차원 공간 어디서든 충전이 가능하게 한 혁신이다"고 설명했다. 또한 “스마트공장의 물류로봇, 자동화 시스템에 무선충전 설루션을 제공할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

연구팀은 수신기가 전기장 안에서 자유롭게 충전될 수 있도록 송수신기의 물리적 구조를 개선하고, ‘오픈 바이 필러 코일’ 구조(Open bifilar coil)를 적용해 이 같은 전력전송 방식을 구현했다.

전통적인 코일구조를 오픈 바이필러 코일 구조로 대체함으로써 전기공진을 최적화해 멀리 떨어진 거리에서도 무선전력 전송이 가능하다. 이 충전 방식은 여러 대의 전자기기를 동시에 충전할 수도 있다. 실험을 통해 여러 개의 수신기를 한 공간으로 배치해도 동일한 효율로 전력을 전송할 수 있음을 확인했다.

연구팀은 이번 연구가 기술적 성과를 넘어 전자기력의 본질에 대한 새로운 접근을 제시한 점에서 학술적으로도 가치가 있다고도 설명했다.

제1 저자인 이본영 UNIST 박사는 “ERWPT 시스템은 기술적 성과를 넘어, 전자기력을 활용한 새로운 에너지 전송 방식을 제시하고, 전자기력의 본질에 대한 새로운 접근을 보여준다”고 말했다.

이번 연구는 SB솔루션 민형기 연구소장이 공동 저자로 참여했다. 연구 결과는 국제학술지인 어드밴스드 사이언스(Advanced Science)에 지난달 21일 자로 온라인 게재됐다.

연구 수행은 과학기술정보통신부 정보통신기획평가원(IITP)의 지원을 받아 이뤄졌다.

jourlkim1839@news1.kr