체온으로 웨어러블 제품에 전원 공급한다… ETRI 체온 기반 열전소자 개발

한국전자통신연구원(ETRI)이 사람의 체온에서 발생하는 열을 이용해 전기로를 만드는 열전(熱電)소자 개발에 성공했다. 기존 연구팀 대비 출력이 5배에 달해 웨어러블 소자 상용화에 탄력이 붙게 될 전망이다.

이번에 개발된 모듈은 사람의 체온을 기반으로 전원을 공급하는 열전 발전 방식이다. 체온의 열에너지를 전기로 변환하고 이를 증폭해 웨어러블 소자 전원으로 사용케 한 것이다.

연구진은 소자의 출력을 기존 미국 연구진이 발표한 20마이크로 와트를 1.5배 이상 높인 35마이크로 와트로 달성했다. 또 소자 6개를 묶어 모듈화할 경우 최대 2~3 밀리와트 출력이 가능하다고 밝혔다. 바로 상용화가 가능한 수준이다.

이 기술을 활용해 향후 체온이나 맥박 센서 등과 결합된 소자로 만들면 데이터를 무선으로 수집할 수 있는 가능성도 열리게 된다. 이를 통해 영유아 환자 혹은 애완동물의 위치 모니터링 등도 실현될 것으로 전망된다.

연구진은 이 기술의 상용화를 향후 2~3년 이내로 내다보고 있다. 이번 과제를 통해 SCI급 논문 15편, 국내외 특허출원 15건, 요소 기술에 대한 기술이전도 마쳤다. 관련 기술은 2017년 2월 어드밴스드 머티리얼 논문 표지로 선정돼 출판된 바 있다. 국내에서는 과기정통부 선정 2018년도 국가연구개발 우수성과 중 기계소재분야 최우수 성과로 선정됐다.

문승언 ETRI ICT소재연구그룹장은 "앞으로 시스템이 완성되면 웨어러블 소자나 사물인터넷 기기의 전원, 하드웨어 플랫폼 등으로 활용돼 디지털 헬스케어, 스마트 홈/시티 등 신개념 서비스가 가능할 것 같다"고 말했다.
한윤창 기자 storm0238@