태양광·열전·압전 동시 이용하는 복합소자 구현 목표
버려지는 에너지 모아 고효율 전기 에너지로 변환

경희대학교가 ‘BK21 플러스 미래기반 창의 인재양성형 사업’과 ‘BK21 플러스 글로벌 인재 양성사업’에 21개 사업단(팀)이 선정됐다. 선정된 사업단(팀)의 교육 목표와 계획을 들어보는 시간을 마련했다. 열일곱 번째 순서로 ‘하이브리드 에너지 하비스팅 연구팀(팀장 이호선 교수)’을 살펴본다.

에너지 고갈·환경오염 문제 해결할 재생 에너지 기술 연구
전 세계적으로 에너지 고갈, 환경오염 문제가 심각해지면서 화석연료와 원자력을 대체할 수 있는 무공해 에너지인 재생 에너지 분야의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그 일환인 ‘에너지 하비스팅’은 열, 진동, 빛, 압력 등 일상에서 버려지거나 사용되지 않는 에너지를 모아 전기 에너지로 변환하는 기술이다. 온도 차에 의해 열이 이동할 때 발생하는 에너지를 전기 에너지로 변환하는 열전 발전, 손으로 무언가를 누르거나 사람이 걸을 때 발생하는 압력이나 진동이 가진 에너지를 전기 에너지로 변환하는 압전 발전 등이 이에 해당한다.

사업팀은 나노 소재 및 소자의 양자현상 연구를 통해 태양광, 열전, 압전을 동시에 이용하는 복합소자 구현을 목표로 하고 있다. 이호선 교수는 “하이브리드 에너지 하비스팅 연구팀에서 추진하는 사업은 단순 기술개발이 아닌 양자물성 연구 등 근본적 물리 원리에서 출발하는 학문적 탁월성이 높은 분야”라고 소개한 뒤, “저차원 나노소재 기반의 하이브리드 에너지 하비스팅 기술로 신재생 에너지 연구의 궁극적 목표인 효율성 증대를 가능하게 할 계획”이라고 밝혔다.

호주국립대학교·독일 프라운호퍼 연구소 등 교류협력 추진
태양광, 열전, 압전 에너지 하비스팅 융합교육을 위해 사업팀에는 금속산화물 저차원 태양전지(이호선 교수), 그래핀 투명전극 태양전지(최석호 교수), 저차원 전자계 열전소재(이종수 교수), 태양광·압전 하이브리드 발전소자(손종역 교수) 분야의 전문 교수들이 참여했다. 2단계 BK21 사업에서 ‘저차원 반도체계 양자물성 연구팀’을 이끈 바 있는 이호선 교수는 “연이은 BK21 사업 선정과 신임 교수 채용으로 신진 분야까지 연구가 활발해지면서, 학생들에게 많은 기회가 주어지고 있다”고 전한 뒤, “학생들이 에너지 하비스팅 분야에서 세계적 수준의 연구자로 성장할 수 있도록 경쟁력을 길러줄 것”이라고 말했다.

사업팀은 국제 수준의 나노·에너지 분야 대학원 과정 벤치마킹을 통해 교육과정을 개선하고, 국내외 나노·에너지 분야의 기업체, 학교, 연구소와 공동연구, 인적 교류를 확대해 학생들에게 세계 수준의 교육환경을 제공할 계획이다. 현재 호주국립대학교(ANU) 전자재료공학과에 매년 2~3명의 석·박사 과정 학생을 파견하고 있으며, 독일 프라운호퍼 연구소, 막스 플랑크 연구소 등과 교류협력을 추진 중이다.