타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS)에 영구적으로 전원을 공급하는 차량용 나노 발전기(V-TENG)가 개발했다.

27일 전남대 기계공학부 이동원 교수 연구팀은 TPMS에 설치할 수 있는 배터리 없이 영구적으로 전원을 공급할 수 있는 '차량용 마찰 대전형 나노 발전기'(V-TENG)를 개발했다고 밝혔다.

TPMS는 타이어 내부 압력을 실시간으로 측정해 타이어의 파열 등을 막는 시스템으로 미국·유럽에서는 신규 자동차 장착이 의무화된 핵심부품 중 하나이다.

▲ '차량용 마찰 대전형 나노 발전기'(V-TENG)

기존 TPMS는 타이어 내부에 코인 형태의 배터리를 사용해 교환비용이 많이 들고, 배터리 수명 자체가 TPMS의 효율을 저해하는 문제를 안고 있었다는 것.

이 같은 문제를 개선하고자 코인 배터리를 대체할 초소형 발전기 연구가 꾸준히 진행되고 있지만, 극한 환경에서의 전원공급에 한계를 보여왔다.

이 교수팀이 개발한 V-TENG은 타이어의 기계에너지를 전기에너지로 전환해 사용할 수 있게 함으로써, 이 같은 문제점을 해소했다는 점에서 주목된다.

V-TENG은 시소 형태의 구조체가 고속으로 회전하는 바퀴의 원심력에도 균형상태를 유지하며, 브레이크 캘리퍼에 장착된 비접촉 자석을 통해 시 '스윙 모션 운동'하는 원리로 작동한다는 것.

이때 시소 구조체 상·하부에 부착된 고분자 필름이 접촉함으로써 에너지가 발생한다.

V-TENG은 높은 내구성과 신뢰성으로 극한의 환경에서도 구동할 수 있고, 기존 연구보다 최대 316V, 22.3 mW의 높은 전기 출력을 나타낼 정도로 효율성도 뛰어난 게 강점이다.

한편 이동원 교수는 "V-TENG를 이용한 무선 전원공급 장치는 TPMS에 영구적인 전원공급뿐만 아니라, 실시간으로 타이어 내부온도를 운전자가 계기판에서 알 수 있게 하는 등 무선 센서의 차세대 발전 장치라고 할 수 있다"고 설명했다.

윤세훈 기자  press@jeonpa.co.kr

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