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무선랜으로 스마트폰 충전하는 시대 열린다

조승한 기자 입력 2019.01.29. 06:00 수정 2019.01.29. 11:19

무선랜(Wi-Fi) 신호를 전기로 바꿔 플렉서블 기기에 공급하는 방법이 개발됐다.

팔라시오스 교수는 "와이파이 신호를 전기로 바꾸면 쉽게 사물에 지능을 부여할 수 있게 될 것"이라며 "플렉서블 기기를 충전시키는데 평소에 많이 접하는 무선랜, 블루투스, LTE 같은 무선 주파수 영역을 쓸 길이 열린 것"이라고 말했다.

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플렉서블 기기를 와이파이로 무선충전 할수 있게 하는 소재를 개발했다고 토마스 팔라시오스 미국 매사추세츠공대 전기전자컴퓨터공학과 교수 연구팀이 28일 밝혔다. 게티이미지뱅크

무선랜(Wi-Fi) 신호를 전기로 바꿔 플렉서블 기기에 공급하는 방법이 개발됐다. 외신들은 배터리가 필요없는 스마트폰의 시대를 예고하며 주목하고 있다.

토마스 팔라시오스 미국 매사추세츠공대(MIT) 전기전자컴퓨터공학과 교수는 무선랜 신호를 전기로 변환하는 플렉서블 소재를 개발했다는 연구결과를 국제학술지 ‘네이처’에 이달 28일 발표했다.

사물인터넷(IoT)이 발달하면서 전자제품 대부분이 인터넷에 연결되고 있다. 대부분의 집이나 공공시설, 건물 내에는 어디에나 무선랜 신호가 잡히도록 중계기가 촘촘히 설치돼 있다. 만에 하나 무선랜에서 전기를 얻는다면 전자제품이 따로 전기를 얻기 위한 충전설비가 필요 없어진다.

연구자들은 무선랜을 통해 전기를 얻는 방안을 오래 전부터 연구해 왔다. 무선랜 신호는 교류 전자기파인데 정류 안테나를 쓰면 이를 직류 전기로 바꿀 수 있다. 안테나에서 교류를 직류로 변환해주는 정류기는 실리콘(Si)이나 갈륨비소(GaAs)를 재료로 쓴다. 이들 물질은 반도체 공정에 쓰이는 물질이라 생산에 드는 비용은 저렴하다. 하지만 단단한 구조로만 만들 수 있어 벽이나 공간이 충분한 곳에 설치해야 하는 제약이 있다.

연구팀은 이황화몰리브덴(MoS₂)이라는 2차원 소재를 썼다. 3개의 원자가 한 층을 이루는 가장 얇은 반도체 물질 중 하나로 휘는 반도체를 만드는 데 쓴다. 이 물질은 화학물질 처리를 통해 반도체에서 금속으로 상전이를 일으키면서 쇼트키 다이오드로 바뀐다. 쇼트키 다이오드란 금속과 반도체가 맞붙어 정류 작용을 하는 소자다. 무선통신에서 쓰는 마이크로파에 반응성이 뛰어나다.

연구팀이 MoS₂ 소재로 만든 플렉서블 정류 안테나는 150마이크로와트(㎼, 100만분의 1W)의 무선랜 신호를 받아 약 40㎼의 전기를 생산한는 것으로 나타났다. 단단한 재질로 만든 정류 안테나의 전기 생산률인 40%보다 조금 못 미치는 30% 수준이다.

영국 일간 인디펜던트는 "공공 무선랜에서 전기를 공급받아 전화를 걸고받는 배터리 없는 스마트폰의 등장을 예고한다"고 전했다.

팔라시오스 교수는 “와이파이 신호를 전기로 바꾸면 쉽게 사물에 지능을 부여할 수 있게 될 것”이라며 “플렉서블 기기를 충전시키는데 평소에 많이 접하는 무선랜, 블루투스, LTE 같은 무선 주파수 영역을 쓸 길이 열린 것”이라고 말했다.

※ 기사 중 MoS₂의 한글 표기법에 대한 지적이 있어 표기를 '몰리브덴이황'에서 '이황화몰리브덴'으로 고칩니다. 지적에 감사드립니다.

[조승한 기자 shinjsh@donga.com]

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