기계공학부 변도영 교수 연구팀,

전기수력학적 젯 프린팅을 이용한 투명 마찰전기 소자 개발

- 마이크로 격자무늬 전극 기반으로 기존보다 높은 투과성 제시

[사진] 변도영 교수, 조대현 교수, 임부시 연구원(좌측부터)

성균관대학교(총장 신동렬) 기계공학부 변도영 교수 연구팀이 전기수력학적 젯 프린팅을 이용해 마이크로 단위의 격자무늬를 프린팅함으로써 기존보다 향상된 투과성을 제시하는 마찰전기 소자에 대한 연구 결과를 발표했다.

기상 상황에 따라 발전이 좌우되는 태양전지의 한계를 극복하기 위해 빗물을 이용해 발전 가능한 마찰전기 소자를 태양전지 위에 부착시켜 사용하는 방안이 대두되었으나, 태양전지 성능 유지를 위해 마찰전기 소자의 높은 투과성이 요구되어 왔다.

이에 연구진은 전기수력학적 젯 프린팅을 이용하여 평균 12마이크로미터의 은 나노입자를 격자무늬 형태로 그려내 최대 96%의 투과성을 가진 투명 마찰전기 소자를 개발했다.

변도영 교수는 “기존 투명 마찰전기 소자에서 주로 사용되던 ITO(Induim tin oxide)를 대체하여 사용 가능한 투명 전극을 구현함으로써 태양전지와의 하이브리드 발전에서 유용하게 사용될 것이며, 추후 더 다양한 분야에도 적용할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

본 연구결과는 한국연구재단의 전략과제 및 신진연구원지원사업, 산업통상자원부의 우수기업연구소육성사업의 지원을 받아 수행되었다. 본 연구 성과는 에너지 분야 국제 학술지 ‘Nano Energy’(IF=17.881)에 2월 12일 자로 온라인 게재되었다.

※ 논문명 : Electrohydrodynamic jet printed silver-grid electrode for transparent raindrop energy-based triboelectric nanogenerator

※ 저자 : 변도영 교수(교신저자, 성균관대 기계공학부), 조대현 교수(교신저자, 경상국립대학교 메카트로닉스공학과), 임부시 연구원(제1저자, 성균관대 박사과정), 강기호 박사(참여저자, 성균관대 기계공학과), 문준경 연구원(참여저자, 성균관대 박사과정), 이승기 교수(참여저자, 부산대학교 재료공학과)