세계 최장 거리 달성 등 무선전력전송기술 상용화 가능성
  • 국내 연구진이 무선충전이 가능한 기술에서 세계 최장거리 신기록을 세웠다. 무려 5m 떨어진 곳에서도 스마트폰을 무선으로 충전할 수 있는 시대가 성큼 다가온 것이다. 

  • ▲ 카이스트 임춘택 교수 ⓒ카이스트 제공
    ▲ 카이스트 임춘택 교수 ⓒ카이스트 제공
    17일 카이스트에 따르면 원자력 및 양자공학과 임춘택 교수가 다이폴 코일 공진방식(DCRS, Dipole Coil Resonance System)을 사용해 5m 떨어진 곳에서 209W(와트)를 무선으로 전송하는데 성공했다. 

209와트는 5m 거리에서 스마트폰 40대를 동시에 충전하거나 선풍기 5대를 켤 수 있는 힘이다. 초대형 LED TV를 켜는 것도 가능하다. 

장거리 무선전력 전송은 지난 2007년 미국 MIT에서 성공시킨 기술이다. 당시 자기결합 공진방식(CMRS, Coupled Magnetic Resonance System)을 사용해 2.1m거리에서 60W 전력 전송이 가능했다. 

세계적 관심을 받았지만 해당 기술은 6년 동안 상용화에 실패했다. 

이 기술은 △복잡한 코일구조(입력코일, 송신코일, 수신코일, 부하코일) △송수신코일의 큰 부피 △10MHz(메가헤르츠, 100만 헤르츠) 이상의 높은 동작주파수로 인한 낮은 효율 △온도변화 등 주변 환경 변화에 지나치게 민감한 특성 등의 문제를 일으켰기 때문이다.

임 교수는 기존 기술의 단점을 극복하기 위해 연구에 돌입했다. 다이폴 코일 공진방식(DCRS)을 개발하면서 최장거리 무선충전 기술을 실현시키게 됐다. 

  • ▲ 카이스트 임춘택 교수는 다이폴 코일 공진방식으로 최장거리 무선충전 기술을 실현시켰다. ⓒ카이스트 제공
    ▲ 카이스트 임춘택 교수는 다이폴 코일 공진방식으로 최장거리 무선충전 기술을 실현시켰다. ⓒ카이스트 제공

    • 다이폴 코일 공진방식은 코일수를 2개(송신코일, 수신코일)로 줄인 것으로 주파수 변동이 적은 것이 특징이다. 기존 기술보다 20배 이상 강인하면서도 낮은 주파수에서의 효율이 좋아 실용화를 앞당길 수 있다는 게 업계의 평가다. 

    임 교수는 “기존 기술에 비해 전송거리는 2배 이상, 전송전력은 3배 이상으로 높여 장거리 무선전력전송기술의 상용화를 앞당길 수 있게 됐다”고 했다. 

    그는 “전기선으로 직접 연결해서 쓰는 것과 비교할 때 상대적으로 효율이 떨어지고 비싼 것은 사실”이라며 “하지만 와이파이 존(Wi-Fi Zone)처럼 특정 장소에 접근하면 별도의 충전기가 필요 없이 무선으로 전자기기를 사용할 수 있는 편리한 기술개발을 추진하고 있다”고 했다.

    산업통상자원부 지원을 받은 이번 연구 성과는 올해 3월 국제전기전자공학회 전력전자 저널(IEEE Trans. on Power Electronics)에 게재됐다.