기계공학과 최동휘 교수 연구팀이 마찰전기와 관련한 우수한 연구성과를 도출하며 지속 가능한 친환경 에너지 개발에 기여하고 있다. 사진은 최동휘 교수 연구팀.

기계공학과 최동휘 교수 연구팀, 마찰전기 분야 우수 연구성과 연달아 도출해
“미래 에너지 믹스 및 기술 발전을 목표로 다양한 연구 진행”

환경과 에너지에 대한 고려가 요청되는 현대 사회에서, 친환경적이고 지속 가능한 에너지 솔루션의 연구 및 개발은 중요한 과제로 부상하고 있다. 기계공학과 최동휘 교수는 최근 세 가지 연구를 진행하며 지속 가능한 친환경 에너지 개발에 기여하고 있다.

풍력 에너지 활용 스마트 에너지 하베스터, 액체 마찰 대전열 전 세계 최초 보고, 마찰전기 메가리뷰 집대성하여 우수 저명 학술지에 연이어 게재

기계공학과 최동휘 교수 연구팀은 세계 최초로 액체 대전열 컨셉을 제안하였다.

첫 번째 연구에서 최동휘 교수 연구팀은 급격한 기후 위기에 대응해 친환경적인 에너지원으로 주목받는 풍력 에너지를 활용하는 기술을 연구했다. 최동휘 교수는 “바람의 다양한 역학적 특성에 맞춰 에너지 발전 효율을 높이는 시스템을 설계하고, 창발적인 'Physical-intelligence' 개념을 도입했다”고 설명했다. 풍력 에너지 수확 장치가 외부회로 조작 없이 역학적인 평형을 유지하기 위해 스스로 하베스팅 시스템을 조절하도록 설계하고 이를 3D 프린팅 기술을 통해 구현했다. 이를 통해 분산형 전력 체계의 구축 가능성을 제시하고, 에너지 독립성을 높였다. 연구 결과는 저명 학술지인 <Nano Energy (IF=17.6)>에 게재됐다.

두 번째 연구는 액체 마찰 대전열에 대한 세계 최초 연구다. 최 교수 연구팀은 포항공과대학교 김동성 교수 연구팀과 공동연구를 진행했다. 최 교수는 “고체와 액체 사이에서 발생하는 액체의 정전기 현상에 대한 이해는 중요한 과제다. 다양한 액체의 정전기 특성을 분석하고, 이를 통해 액체 마찰 대전열 순서를 구분하는 방법을 제시했다”고 말했다. 연구 결과는 다양한 액체의 정전기에 대한 특성 이해와 제어 방안을 제시해 에너지 수확 및 표면 오염 방지에 기여할 전망이다. 연구성과는 지난 6월 국제 학술지인 <Advanced Materials (IF=29.4)>에 게재됐으며, 표지 논문으로 선정됐다.

마지막 연구는 약 10년 정도 진행된 '마찰전기' 분야의 연구성과를 총망라하여 분석하고, 이를 집대성한 매우 큰 규모의 리뷰 논문 관련 내용으로, 마찰전기 분야의 향후 연구 방향을 제시하는 메가리뷰 (Mega Review) 논문이다. 전 세계 약 70명 이상의 석학이 참여하였으며, 마찰전기 분야를 처음으로 제안한 종린왕 교수, 성균관대학교 최덕현 교수, 백정민 교수 등이 참여한 이 논문에서 마찰전기 기술의 발전 역사와 이론, 응용 사례, 연구 방향 등을 종합적으로 분석해, 마찰전기의 상용화를 위한 특화 기술에 대한 논의를 진행했다. 마찰전기 분야의 지난 10년 연구성과를 분석해 마찰전기의 잠재력을 조명했다. 연구 결과는 저명 학술지인 <ACS Nano (IF=18.0)>에 게재됐고, 해당 연구 또한 표지 논문으로 선정됐다.

“이론을 넘어 문제 해결과 논리적 흐름을 익히도록 지도”

기계공학과 최동휘 교수 연구팀은 마찰전기 분야의 연구성과를 총망라하는 메가 리뷰 논문을 게재했다.

최동휘 교수는 미래의 에너지 믹스 및 기술 발전을 목표로 다양한 연구를 진행하고 있다. 최동휘 교수는 “주변에 흔히 존재하는 미세한 역학적 움직임을 활용해 유용하게 활용할 수 있는 전기에너지로 변환하기 위한 아이디어에서 연구가 시작된다. 미래 환경 문제와 에너지 고려에 대한 대안을 모색하고 있다”며 “연구실 학생들에게 단순히 이론만을 공부하는 것이 아닌, 문제 해결과 논리적 흐름을 익히는 것이 중요하다고 가르치고 있다”며 연구 방향성을 설명했다.

다양한 공동연구 네트워크 역시 최동휘 교수 연구팀의 강점이다. 최 교수는 “다양한 국내외 대학, 연구기관과의 협력을 통해 연구 환경을 넓히고 있다. 협업을 통해 지식과 경험을 공유하고 새로운 아이디어로 발전 시켜나가고 있다”며 “대학원 진학을 통해 이론과 실험을 통한 문제 해결 능력을 기를 수 있다”고 말했다. 기계공학 분야 기초 이론과 응용 기술을 연구하고, 더 나아가 단순한 연구 이론을 넘어 실제 시스템 개발 및 활용에도 집중한다. 최동휘 교수는 “학부 수준에서 다루었던 여러 가지 이론들을 실제 세상에 적용하고 공헌하는 경험을 원한다면 대학원 진학과 관련하여 여러 교수님들과 상담해보는 것을 추천한다”고 조언했다.

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- 최동휘 교수 연구자 정보
- 최동휘 교수 연구실

글 김율립 yulrip@khu.ac.kr
사진 정병성 pr@khu.ac.kr

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