ETRI, 자기공명 기술 개발

일정 거리 내에 있으면 스마트폰이나 전기자전거 등 스마트 기기가 자동으로 충전되는 기술이 국내에서 개발됐다.

한국전자통신연구원(ETRI) 생활전파연구실 조인귀 박사팀은 10일 자기공명 원리를 이용해 1m 떨어진 거리에서도 전자 기기를 충전할 수 있는 무선 충전 시스템 핵심 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 기술은 일정 공간 내에서는 무선 전파를 자유롭게 사용할 수 있는 와이파이존처럼 특정 구역 내에 스마트 기기가 들어오면 자동 충전되도록 한 ‘에너지존’, ‘와이파워’ 공간을 만드는 데 성공한 것이다.

무선전력 전송 방식은 크게 자기유도방식과 자기공명방식이 있다. 자기유도방식은 송수신 코일 사이에 전자기 유도 현상을 일으켜 충전하는 것으로 전력 손실이 적고 전송 효율이 이론적으로 90%에 이른다.

그렇지만 전송 거리가 1㎝에 불과하다. 현재 스마트폰 무선 충전 방식 대부분이 충전패드에 스마트폰을 얹어 놔야 충전되는 자기유도방식이다. 자기공명 충전 방식은 송수신 코일에 추가적으로 공진 코일을 덧붙여 먼 거리까지 전력을 보낼 수 있는 기술로 이론상 수 m까지 무선으로 전력을 보낼 수 있지만 온도 변화 같은 주변 환경 변화에 따라 효율도 달라진다는 단점이 있다.

연구팀이 이번에 적용한 기술은 자기공명 충전 방식으로 45㎝ 크기의 전력송신기와 35㎝의 전력수신기로 구성돼 있다. 자전거 거치대에 전력송신기를 붙여 놓고 전기자전거에 수신기를 부착해 충전 시연을 한 결과 전기자전거를 완전히 충전하는 데 성공했다. 문제는 6시간 걸리는 유선 충전 방식보다 시간이 오래 걸린다는 점이다. 스마트폰의 접촉형 무선 충전 방식은 일정 시간 충전되는 효율이 유선 충전과 비교했을 때 80% 수준이다.

이번에 개발한 기술의 충전 효율은 지금까지 세계 최고 수준이라고는 하지만 58%에 불과하다. 연구팀은 충전 시간을 현재의 절반 수준인 5시간으로 줄이고 충전 효율을 70%까지 끌어올리기 위한 연구를 진행 중이다. 조 박사는 “소형 스마트 기기 충전에도 활용할 수 있도록 전력 송수신장치를 소형화하고 충전 시간을 줄이며 효율과 충전안정성을 높이는 것이 다음 과제”라고 말했다.



유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr