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WIFI 로 전자기기가 충전이 가능하다고....??

ban0218 2020. 7. 17. 12:30

WIFI로 전자기기가 충전이 가능하다고....??

약 16년 전부터 과학자들은 일상생활 속 에너지를 수집해서 사용 가능한 전기 에너지로 변환하는 방법을 모색해 왔다.

과학자들은 주로 전자파를 교류 전류에서 직류 전류로 변환하는 장치인 정류기를 통해 그렇게 해왔다.

 

최근 미국 매서추세츠공대(MIT)가 이끄는 국제연구팀은 새로운 2차원 재료를 이용해 와이파이 신호를 전력으로

바꾸는 데 성공했다. 이들은 교류(AC) 전자기파를 직류(DC) 전기로 변환하는 장치인 새로운 정류 안테나(rectennas)를

개발해 과학저널 ‘네이처’(Nature) 최근호에 발표했다.

 

이들이 개발한 장치는 와이파이 신호를 포함하는 전자기파를 교류 파형으로 포착하는 유연한 무선 안테나를 사용한다.

이 안테나는 원자 몇 개 두께의 2차원 미세 반도체로 만들어진 새로운 장치에 연결된다. 교류 신호는 이 반도체로

전달돼 직류 전압으로 변환되며, 전자회로나 배터리 재충전 전원으로 쓸 수 있다.

 

또한 이 방식으로 ‘배터리가 필요 없는 장치’는 어디에서나 활용 가능한 유비쿼터스 와이파이 신호를 포착해

직류 전원으로 변환한다. 더욱이 이 장치는 유연성이 있고, 제조원가가 싼 roll-to-roll 방식으로 만들 수 있어

매우 넒은 영역에서 사용이 가능하다.

 

로봇 알약

예를 들면 의료기기 연구자들이 개발 중인 삼킬 수 있는 진단 알약을 보자. 이 진단 알약은 환자의 소화관을 통해

내려가면서 장기의 상태나 기능 등에 대한 정보를 인체 밖의 컴퓨터로 전달하게 된다.

 

그라할 연구원은 “이 진단 알약에 구동용 리튬 배터리를 장착했을 때 만에 하나 리튬이 새어 나오기라도 하면 환자가

사망할 위험이 있기 때문에 사람들은 가능하면 배터리를 사용하지 않기를 바랄 것”이라고 말했다.

그는 “몸 안에 들어간 ‘작은 검사실’에 전원을 공급하고 외부 컴퓨터와 통신하려면 주변 환경에서

에너지를 얻는 것이 훨씬 낫다”고 덧붙였다.

 

 

☞ 무선 주파수 커버란?

 

2차원의 반도체성 금속상 접합으로 가공함으로써 원자적으로 얇으면서도 초고속의 쇼트키 다이오드를 만들었다

또한 동시에 직렬 저항과 기생용량도 최소화할 수 있다.

기생용량이란 특정 재료에 저장돼 있는 작은 전하로서 전자회로의 속도를 느리게 하지만 전자제품에서는 불가피한 상황이다. 따라서 이 용량이 낮으면 정류기 속도가 빨라지고 작동 주파수가 더 높아진다.

 

무선 주파수

연구팀이 만든 쇼트키 다이오드의 기생용량은 오늘날의 최첨단 정류기보다 크기가 작기 때문에 신호 변환이

훨씬 빠르며, 10기가 헤르츠의 무선 신호를 잡아 변환할 수 있다.

 

장 박사는 “이 같은 설계로 인해 오늘날 일상적으로 쓰는 와이파이와 블루투스, 셀룰러 LTE를 비롯한 많은 전자장치가 사용하는 대부분의 무선주파수 대역을 커버할 수 있는 빠르고 완전히 유연한 장치를 만들어낼 수 있었다”라고 설명했다.

 

WIFI로 무선 충전하는 전기자동차

임플란트 배터리를 교체하는 수술 없이도 환자 몸에 있는 임플란트에 무선으로 전원을 공급할 수 있을 것이라고

예상된다. 주변 와이파이 신호를 노트북이나 휴대폰 같은 개인용 전자 장치를 충전하도록 변환할 수 있다.

 

또한 최근 자동차 시장이 전기자동차에 관심이 쏠린 만큼 전기자동차도 곧 WIFI로 인하여 무선충전이

가능해질 것으로 본다.

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