[오늘의 과학자]와이파이존처럼 무선충전하는 기술 개발

머니투데이

류준영 기자

30W급 광역 무지향성 무선충전 송수신 장치. 1m3 범위에서 다수의 모바일기기를 동시에 충전 가능(상 : 송신 장치, 하 : 스마트폰에 수신기가 부착된 모습)/사진=KAIST

카이스트(KAIST) 원자력 및 양자공학과 임춘택 교수 연구팀이 와이파이(WiFi)존과 같이 특정한 장소에서 무선 충전이 가능한 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.

기존 비접촉식 충전 방식은 10cm 이상의 거리에서는 충전이 불가능하고, 특정 방향에서만 충전이 되는 한계가 따랐다.

이에 임 교수 연구팀은 자체 개발한 다이폴코일 공진방식(DCRS)을 응용, 일자구조였던 송신·수신코일을 십자형으로 배치한 후 회전자기장을 발생시켜 어떤 방향에서도 전력을 송·수신할 수 있게 만들었다.

또 연구팀은 부피를 거의 차지하지 않는 송·수신 코일을 구현했으며, 일정 공간 내에서 3차원(D) 위치와 3축 방향에 상관없이 6-자유도(Six degree of freedom)를 갖는 무선충전 기술 개발에 성공했다.

연구팀은 "50cm 내에서는 기기의 위치와 방향에 상관없이 충전이 가능한 기술"이라고 설명했다.

이 기술은 1㎡ 평면형 송신기 위 50cm 내 거리에서 임의로 놓인 스마트폰에 1와트(W)씩 30대, 노트북에 2.4W씩 5대에 무선전력을 공급할 수 있다. 최대 전력 전달 효율은 34%이다.

또 연구팀이 자체 개발한 자기장 차폐기술을 적용하면 자기장 수치를 국제 자기장 안전기준(ICNIRP guideline : 27µT) 이하로 낮춰 인체에 무해하다.

연구팀은 이 기술을 KAIST 입주기업인 테슬라스에 이전, 카페와 사무실에 적용 가능한 상용화 제품으로 개발 중이다.

임 교수는 "기존 무선충전의 고질적 문제였던 충전 거리와 방향 의존성을 상당 부분 해결했다"며 "앞으로 충전 걱정 없이 스마트폰과 노트북을 무제한으로 사용할 수 있게 될 것"이라고 말했다.