기계공학부 용형석 제1자로 게재
[천지일보=이지수 기자] 중앙대학교(총장 김창수)는 기계공학부 4학년 용형석(22) 학생이 SCI급 국제학술지에 제1저자로 연구 논문을 게재했다고 밝혔다.
세계적인 과학저널인 네이처의 자매지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 온라인 9월호에 게재된 논문의 제목은 ‘넓은 범위의 바람에서 이용 가능한 친환경 정전 소자(Highly reliable wind-rolling triboelectric nanogenerator operating in a wide wind speed range, Scientific Reports)’이다.
버려지는 에너지로 전기를 생산하는 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 기술이 전 세계적으로 주목을 받고 있는 가운데, 마찰 시 일어나는 정전기와 정전기 유도 현상을 이용한 마찰대전 나노발전기(Triboelectric Nanogenerator)는 간단한 제조공정, 저렴한 제작비용, 높은 전력밀도로 인해 친환경 에너지 분야의 화두가 되고 있는 신기술이다.
용형석 학생 논문의 내용은 일정 구간 내의 풍속에서만 전기를 생산할 수 있었던 기존 풍력 발전기들과 달리, 넓은 범위의 바람에서 에너지를 수확할 수 있고 풍속 변화에 따라 즉각적인 속도를 측정할 수 있는 풍력 마찰대전 나노발전기 개발이다.
이 에너지 발전소자의 원리는 위 그림과 같이 호루라기 형태의 발전소자에 바람이 불면 내부에 있는 가벼운 대전소자가 바람에 의해 벽면을 따라 돌며 전기를 생산하는 방식이다.
공기의 유동해석을 통해 넓은 범위의 바람에서 안정적으로 전기를 생산하며, 기존 발전기와 달리 내부의 공이 자유롭게 움직이며 전기를 생산하기 때문에 81km/h 이상의 강한 바람에서도 오랫동안 전기를 생산해낼 수 있다.
또한 바람 속도에 즉각적으로 영향을 받기 때문에 높은 민감도를 가진 풍속계로 활용할 수 있다. 신기후체제(파리협정) 이후 환경오염에 대한 해결방안으로 친환경 에너지가 주목받고 있어, 이번 연구 결과가 더욱 눈에 띈다.
‘사이언티픽 리포트‘는 관련 분야 상위 11% SCI 저널이며 이외에도 용형석 학생은 2편의 논문을 국제학술지에 게재, 해당 연구결과를 국제학술대회에서 직접 발표하고 2건의 국내특허를 출원하기도 했다.
용형석 학생은 2015년부터 중앙대 기계공학부 이상민 교수 연구팀(멀티스케일 에너지디바이스 연구실)의 학부연구생으로서 기계공학의 기초학문인 고체재료 분야와 열 유체 분야를 접목시킨 친환경 에너지발전소자 분야에서 관련 연구를 진행하고 있다.
용형석 학생은 “이상민 지도교수님께 감사드리며 현재 연구하고 있는 분야의 교수가 되는 것이 목표”라고 소감을 밝혔다. 용형석 학생은 이번 학기를 마치고 2017년 중앙대 대학원 석사 과정에 진학할 예정이다.
한편, 해당 논문의 공동 제1저자인 정지훈 학생(26. 중앙대 대학원 기계공학과)도 2014년부터 이상민 교수 연구팀에서 학부연구생으로 연구를 시작했다.
또 학부생 시절 SCI급 국제학술지 ‘나노 에너지(Nano Energy)’ <*IF=11.553>에 1저자로 논문을 게재한 바 있다.
석사과정 1년 차인 정지훈 학생은 중앙대 대학원 입학 후 현재까지 5편의 논문을 우수 SCI 저널(주저자 4편, 공저자 1편)에 게재했고, 5건의 국내특허, 1건의 해외특허를 출원했으며, 국제학술대회에서 총 3건의 학술 발표를 직접 했다.
이상민 지도 교수는 “이번 연구 결과는 기존의 풍력 마찰대전 발전소자와는 다른 새로운 구동방식으로 친환경 에너지 분야의 발전에 기여할만한 성과”라고 전했다.
한편, 이번 논문에 교신저자로 참여한 이상민 교수는 연구에 뜻이 있는 학부연구생을 모집해 적극 지원하고 있다. 이상민 교수 연구팀은 최근 2년간 17편의 SCI급 논문 게재, 5개의 국내특허 등록, 9개의 국내특허 출원, 1개의 국제특허 출원 등 뛰어난 성과를 보이고 있다.