전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 재계·경영

속보

더보기

휴대용 전자기기, 스스로 전기생산 길 열리나..자가구동 광전자센서 기대

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

제주대 김상재 교수팀 '스스로 발전, 빛에 반응' 에너지수확기 개발
자가구동 신소재기반 IoT 및 광전자센서 개발 기대
자가발전과 광검출 동시구현 가능한 SbSI 압전나노발전기 모식도[자료=한국연구재단]

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 국내 연구진이 각종 휴대용, 웨어러블 전자기기의 자가발전 장치로 기대되는 나노 발전기에 빛을 검출하는 기술을 개발했다.

1일 한국연구재단에 따르면 제주대 공과대학 메카트로닉스공학과 김상재 교수팀은 ‘안티모니 요오드화황(SbSI)’ 화합물 소재를 사용해 다기능 감광성 압전 나노발전기를 개발하는 데 성공했다.

연구팀은 압력‧진동에 의한 자가발전과 광검출 특성을 동시에 갖는 새로운 강유전성 나노 소재를 활용해 나노 발전기를 한층 발전시켰다.

소재로 쓰인 '안티모니 요오드화황'은 압력이나 진동을 가하면 전기가 발생하는 압전(電, piezo-electric) 효과를 비롯해 반도체, 광반응 특성 등 다양한 기능이 있다.

이를 사용해 처음으로 제작된 압전 나노 발전기는 2N(뉴턴)의 작은 외력에도 5V(볼트), 150nA(나노암페어)의 전류를 생성하고, 적색 빛을 조사했을 때 0.1∼0.01초 만에 반응하는 뛰어난 광스위칭 속도를 보였다.

나노발전기는 아주 작은 크기의 물질을 이용해 인체의 움직임과 같이 주변에서 흔히 발생하는 기계적 에너지로부터 전기 에너지를 수확한다. 발전기가 작고 가벼우며 구동 회로가 단순화‧집적화할 수 있다. 착용형‧휴대용‧신체이식형 기기에 적용될 미래지향적 기술이다.

김 교수는 “개발된 SbSI 나노발전기는 자체 발전, 감광성 압전 특성, 광스위칭 및 응답특성, 자가발전 및 센싱소자의 일체화 등 차별화한 특징이 있다”고 말했다.

또한 ”광 트랜지스터, 광 검출기 등의 차세대 광 스위칭 소자뿐만 아니라 전력공급이 어려운 지역의 화재경보 및 초미세먼지 모니터링 시스템 등의 사물인터넷(IoT) 리모트 센서에 적용될 수 있다"고 연구의 의의를 설명했다.

이번 연구성과는 권위있는 국제학술지 나노에너지(Nano energy) 올 8월호 논문으로 게재됐다. 

◆ 연구자가 직접 전하는 ‘연구이야기’

제주대 공과대학 메카트로닉스공학과 김상재 교수 [사진=한국연구재단]

- 이번 성과, 무엇이 다른가?

▲ 소속한 제주대 연구실에서는 차세대 자체 전원공급센서 및 시스템의 개발을 목표로 나노발전기, 에너지저장원 및 자가구동센서의 집적화시스템의 개발에 관한 연구를 수행하고 있다. 이번 연구에서 처음으로 SbSI 소재를 이용한 나노발전기를 제작했고 압전에 의한 광응답 및 광검출 특성을 확인했다. 소자의 유연성, 제작시간과 비용, 다기능 신소재의 적용 등에서 현재의 광전자시스템 분야의 기반기술을 일부 대체할 가능성이 있다. 특히, 제작 소자의 압전나노발전과 광센싱의 동시 작동기능은 외부 전원이나 배터리 없는 초소형의 사물인터넷 리모트 센싱 시스템 개발에 적용이 기대된다.

 

- 어떻게 활용될 수 있나? 실용화를 위한 과제는?

▲ SbSI소재를 활용한 압전-반도체-광특성의 3가지 결합 기구는 유연 전자공학, 스위칭 소자, 광다이오드 및 트랜지스터 기술, 광통신, 광 검출기 등의 개발에 적용과 접근이 가능하다. 외부전원이나 배터리 없는 초소형의 사물인터넷 리모트 센싱시스템 개발을 목표로 하고 있다.

에너지수확 및 광 검출성능(응답속도, 스위칭속도), 노이즈 저감, 소자의 안정성, 소자설계와 패키징 기술의 개선 및 원천기술 확보가 우선시돼야 한다. 또 SbSI 소재의 압전 및 광전자 소자 적용은 기술의 도입기에 해당, 향후 3년간의 연구개발 성과 여부에 따라 상용화 여부가 결정될 것으로 판단된다.

 

- 연구를 시작한 계기나 배경은?

▲ 지리적으로 격리되고 고립된 지역의 전력공급 및 센싱시스템을 위한 외부 전원이 필요 없도록 자연환경을 이용해 에너지 발생 및 저장에 기반한 자가 구동 센싱 시스템의 가능한 방법을 모색한 것이 계기가 됐다.

기존 연구와는 차별화해 일상적으로 버려지는 기계적인 에너지와 빛 에너지의 동시 활용이 가능하고도 외부전원이 필요 없는 센서를 개발하던 중 AVBVICVII족 물질의 강유전-반도체-광특성이 예상되는 SbSI 소재의 특성을 이용, 나노발전기를 처음으로 제작했다. 이어 자가발전 및 광검출의 동시구현이 가능한 새로운 소자개발에 적용하게 됐다.

 

- 꼭 이루고 싶은 목표나 후속 연구계획은?

▲ 후속연구에서는 다른 다양한 원소의 AVBVICVII 족 화합물의 조성에 의한 자가 구동 광검출 소자의 개량 및 상용화 통하여 지역 및 사회에 공헌하고 먹거리를 창출할 수 있는 가시적인 성과를 도출했으면 한다.

 

- 기타 특별한 에피소드가 있었다면?

▲ 주변의 열악한 환경에 굴하지 않았다. 이 주제에 관해 여러 번에 걸친 수정 및 보완실험을 통해 장기적 안목으로 포기하지 않은 것이 좋은 결과를 도출한 것으로 판단된다. 

kimys@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
'김건희 2심' 판사 숨진 채 발견 [서울=뉴스핌] 홍석희 기자 = 김건희 여사의 도이치모터스 주가조작 등 혐의 사건 항소심 재판장을 맡았던 신종오 서울고법 판사가 6일 새벽 숨진 채 발견됐다. 법조계에 따르면 신 고법판사는 이날 오전 1시께 서울고법 청사에서 숨진 채 발견됐다. 경찰은 투신 가능성을 염두에 두고 정확한 사망 원인을 파악 중이다.  신 고법판사는 올해 2월부터 서울고법에 배치받아 김 여사의 주가조작 등 혐의 사건 항소심 재판장을 맡았다. 서울고법 형사15-2부(재판장 신종오)는 지난달 28일 김 여사에게 1심보다 무거운 징역 4년과 벌금 5000만 원, 추징금 2094만 원을 선고했다. 김건희 여사의 도이치모터스 주가조작 등 혐의 사건 항소심 재판장을 맡았던 신종오 서울고법 판사가 6일 새벽 숨진 채 발견됐다. 서울 서초동 서울고법. [사진=뉴스핌DB] hong90@newspim.com 2026-05-06 09:38
사진
쿠팡, 1분기 3545억 영업손실 [서울=뉴스핌] 남라다 기자 = 쿠팡Inc가 올 1분기 12조원이 넘는 매출을 기록하며 외형 성장을 이어갔지만, 수익성이 크게 악화되며 적자 전환했다. 1분기 영업손실은 3500억원을 기록했으며, 이는 2021년 4분기 이후 4년 3개월 만에 최대 적자 규모다. 지난해 4분기 대규모 정보유출 사태 여파와 대만 등 신사업 투자 확대가 맞물리면서 시장 예상치를 크게 밑도는 '어닝 쇼크' 수준의 실적을 낸 것으로 풀이된다. 서울 송파구 쿠팡 본사. [사진=뉴스핌DB] ◆매출 2개 분기 연속 감소세...적자 전환쿠팡Inc는 6일(한국시간) 미국 증권거래위원회에 제출한 1분기 연결 실적 보고서를 통해 매출 85억400만달러를 기록했다고 밝혔다. 이는 전년 동기 79억800만달러 대비 8% 증가한 수치다. 올 1분기 평균 원·달러 환율(1465.16원)을 적용하면 매출은 12조4597억원으로, 전년 동기(11조4876억원) 대비 8% 늘었다. 다만 분기 매출은 지난해 4분기(12조8103억원)에 이어 2개 분기 연속 전분기 대비 감소했다. 특히 이번 분기 성장률은 8%에 그치며 상장 이후 처음으로 두 자릿수 성장률이 깨졌다. 수익성은 크게 후퇴했다. 1분기 영업손실은 2억4200만달러(약 3545억원)로 전년 동기 1억5400만달러(약 2337억원) 영업이익에서 적자로 돌아섰다. 당기순손실도 2억6600만달러(약 3897억원)로 전년 동기 1억1400만달러(약 1656억원) 순이익에서 적자 전환했다. 이번 영업손실 규모는 약 4년 3개월 만에 최대 수준이다. ◆본업 성장 둔화 뚜렷…활성 이용객 증가세도 주춤 세부적으로 보면 프로덕트 커머스(로켓배송·로켓프레시·로켓그로스·마켓플레이스) 매출은 71억7600만달러(10조5139억원)로 전년 동기 68억7000만달러(9조9797억원) 대비 4% 늘었다. 작년 4분기(12%)보다 성장률이 크게 하락한 수준으로, 프로덕트 커머스 조정 에비타(EBITDA, 3억5800만달러) 역시 같은 기간 35% 감소했다. 이 기간 활성 고객 수는 2390만명으로 2% 늘어나는 데 머물며 성장세 둔화가 뚜렷했다. 이는 직전 분기인 지난해 4분기(2460만명) 대비 감소한 수준이나, 프로덕트 커머스 고객 1인당 매출은 300달러(43만9540원)로 전년(294달러·42만7080원) 대비 3% 늘며 매출 성장을 견인했다. 대만 타오위안에 위치한 쿠팡 대만의 네 번째 스마트 물류센터 전경. [사진=쿠팡 제공]  ◆신사업 확대에 적자 심화…현금흐름 동반 악화 반면 대만 로켓배송·파페치·쿠팡이츠 등 성장사업 부문 매출은 13억2800만달러(1조9457억원)로 전년 10억3800만달러(1조5078억원) 대비 28% 신장했다. 해당 부문의 조정 에비타 손실은 3억2900만달러로 확대되며 전체 수익성을 끌어내렸다. 현금흐름도 둔화됐다. 최근 12개월 기준 영업현금흐름은 16억달러로 전년 대비 4억2500만달러가 감소했고, 잉여현금흐름(3억100만달러)도 같은 기간 7억2400만달러 줄었다. 올 1분기 쿠팡의 적자는 개인정보 유출 사태 수습을 위한 보상 비용과 신사업 투자 확대가 동시에 반영된 결과로 풀이된다. 쿠팡은 지난해 12월 미국 증권거래위원회 공시를 통해 개인정보 유출 사고와 관련한 고객 보상 프로그램을 발표했다. 회사 측은 "사고 사실을 통보받은 고객을 대상으로 2026년 1월 15일부터 약 12억달러(약 1조6850억원) 규모의 구매이용권을 지급했다"며 "구매이용권은 판매 가격과 해당 각 거래의 매출액에서 차감된다"고 밝혔다. 이에 따라 매출과 수익성에 모두 부담 요인으로 작용했다는 분석이다. 구매이용권 사용은 지난달 15일 종료됐다. 이번 실적은 시장 기대치도 크게 밑돌았다. 블룸버그가 집계한 컨센서스(전망치) 대비 영업손실 규모가 5배 이상 확대된 것으로 나타나며 투자 심리도 위축됐다. 1분기 실적 발표 직후 쿠팡 주가는 뉴욕증시 시간외 거래에서 약 3~4% 하락 거래되고 있다. 한편 쿠팡Inc는 이번 분기 3억9100만달러 규모(2040만주)의 자사주를 매입했다. 쿠팡Inc는 이사회가 자본 배분 전략의 일환으로 10억 달러 규모의 자사주 매입 프로그램을 추가 승인했다고 밝혔다. nrd@newspim.com 2026-05-06 06:25
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동