나노볼트

2019 CE
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프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 하이드로젤 3D 패턴 프린팅을 통한 수분기반 나노발전기의 출력 성능 향상

영문 : Improving the performance of Hydroelectric nanogenerators by designing 3D-printing based hydrogel structure

과제 팀명

나노볼트

지도교수

윤진환 교수님

개발기간

2025년 9월 ~ 2025년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 화학공학부·과 20223400** 강*이(팀장)

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

◇ Hydroelectric nanogenerators(HENGs)란 물의 흐름이나 증발, 이온 이동과 같은 수분 기반 현상을 이용해 전기를 발생시키는 소자를 의미한다.

◇ 본 연구는 HENGs의 소형화 및 고효율화를 이루기 위해 Direct ink writing (DIW)를 이용한 3D-printing을 진행한다.

◇ Pluronic F-127을 이용한 용액 점도 조절을 통해 3D-printing이 가능한 프리젤 잉크를 제작한다.

◇ 제작한 UV-curable 잉크로 접촉 면적이 극대화 된 HENGs 내부 젤을 제작하고, 성능을 확인 및 분석한다.

개발 과제의 배경

◇ 소형 IoT 디바이스를 위한 자가발전형 센서

최근 웨어러블 전자기기, 의료용 바이오 센서, 식물 생장 조명 등 소형 IoT 디바이스의 급격한 확산으로 외부 전원 없이도 지속적이고 친환경적인 방식으로 전력을 공급할 수 있는 소형 에너지 하베스팅 기술의 필요성이 증가하고 있다. 특히 식물 생장 조명 및 스마트팜 산업에서는 장기간 독립적으로 작동하는 초전력 센서가 필수적이며, 인체 부착형 웨어러블 기기 또한 외부 배터리 교체가 어려워 자가발전형 소형 전력원이 핵심 기술로 꼽힌다.

◇ 기존 HENGs의 한계

지금까지 연구된 대부분의 HENGs는 전극 및 젤 구조의 부피가 크고 평판 구조에 의존해, 발전 성능 대비 크기가 커 실용화에 한계가 존재했다. 특히 기존 HENGs는 수분 흡수와 이온 이동 경로가 넓은 평평한 구조를 사용하기 때문에 발전량을 늘리기 위해서는 소자 전체 면적을 확장해야 했다. 이로 인해 소형화가 어렵고, 다양한 기하학적 구조를 적용하기 제한적이었다.

◇ Direct Ink Writing(DIW) 기술

Direct Ink Writing(DIW)는 점도가 높은 젤 소재를 노즐 기반으로 직접 적층할 수 있어, 미세하게 설계된 구조를 구현할 수 있다. 다만 DIW용 젤 잉크는 점도 등 유동학적 물성 제어가 필수적이며, 일반적인 하이드로젤 용액은 점도가 낮아 안정적인 3D 적층이 어렵다. F-127과 n-octyl acrylate(C8)의 상호작용으로 점도가 조절된 프리젤 잉크로 3D-printing을 진행한다면 디바이스의 크기를 소형화하고 성능은 최대로 올려 작지만 활용 가능한 소자를 개발 가능하다.

◇ F-127/고분자/C8 구조

Triblock copolymer micelle 구조를 가진 Pluronic F-127는 온도 감응성을 지녀 프리젤의 점도를 증가시킬 수 있는 물질이다. 이것은 소수성 및 전하를 띈 단량체로 미세 modulus 조절이 가능하다. 고분자 네트워크 간의 소수성 및 이온성 상호작용으로 인해 F-127이 첨가된 프리젤 용액은 점도 조절이 되어 DIW를 통한 3D-printing이 가능해진다.

개발 과제의 목표 및 내용

◇ UV 경화 가능한 점도 높은 프리젤 잉크 개발

- Pluronic F-127은 특정 온도 구간에서 micelle network가 정교해져 점도 증가 및 탄성 향상을 유도한다.
- C8 단량체는 소수성을 띈 구조로 F-127 내부 미세 modulus 구조를 파고들어 물리적 특성 향상에 기여한다.
- Pluronic F-127의 온도 감응성 특성과 n-octyl acrylate (C8)과의 소수성 단량체 특성을 이용하여 DIW에 적합한 점도 높은 하이드로젤 잉크를 제작한다.
- 두 물질과 고분자 조합을 통해 흡습력이 다른 두 종류의 하이드로젤 잉크를 설계하여(More Hydrophilic layer & Less Hydrophilic layer), 이온 농도가 명확히 대비되는 양층 구조를 가진 디바이스 설계가 가능해진다.

◇ 3D-printing을 통한 두 젤 사이 접촉 면적 향상 구조 구현

- 직접 제작한 설계도를 가지고 3D-printing을 해 정교하고 두 젤 사이 접촉 면적을 최대화할 수 있는 구조를 미세하게 구현한다.
- 기존 디바이스 대비 훨씬 소형화된 젤을 제작한다.
- 수평/수직/곡선형 3D 적층 경로를 프로그램을 통해 설정한다.

◇ 접촉 면적 향상에 따른 성능 향상 목표

- 기존 평판형 HENGs 대비 전류 2배 이상 증가를 목표로 한다.
- 구조에 따른 전류 증가로 면적에 비례하는 선형에 가까운 그래프가 나오는지 검증한다.
- 프린팅 구조 최적화에 따른 이온 농도 구배 강화 메커니즘을 규명한다.

관련 기술의 현황

관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

  • 전 세계적인 기술현황

◇ 윤진환 교수님 연구실의 Imani, K. B. C.(2024) 논문에서는 Pluronic F-127(F-127)과 n-octyl acrylate(C8)을 특정 비율로 혼합해 3D-printing이 가능한 점도까지 하이드로젤 용액의 물성을 변화시키는 연구를 진행하였다. 해당 연구에서는 용액, F-127, C8을 각각 70:17:13의 비율로 혼합하여 고점도 젤 잉크를 제조하였으며, 이 잉크는 20–40°C 구간에서 점도가 급격히 상승하는 온도감응성 특성을 나타냈다. 이러한 특성을 활용하여 안정적인 프린팅이 가능함을 확인하였고, 특히 프린팅된 젤의 형태가 위쪽이 무거운 형태임에도 구조적 변형 없이 균형을 유지하는 결과를 보였다. 이 연구는 하이드로젤의 유변학적 특성을 정밀하게 제어함으로써, 복잡한 3차원 구조의 구현과 정밀 프린팅 안정성 확보가 가능함을 증명했다는 점에서 의의가 크다.

◇ Zhoujun Huang(2024) 논문에서는 수분을 흡착하면 스스로 전기를 생산하는 “moist-electric generator (MEG)”의 낮은 전류 문제를 개선하기 위해, sodium alginate/SiO₂ nanofiber/rGO 복합 필름(SSG)에 CaCl2를 도입해 수분흡착능력과 이온전도도를 동시에 향상시킨 고성능 전기 발전 필름을 개발했다. 이 필름은 80% RH, 30°C 조건에서 1.6 g/g의 높은 수분 흡수력을 보이고, 4*4cm 디바이스 기준으로 약 0.6V의 전압 및 약 2.24mA의 전류를 안정적으로 출력한다. 이러한 결과는 저습 조건에서도 유지되는 mA급 전류를 확보하고, 실내 야외 조건 변화에 강한 지속성을 가지는 성능이라는 점에서 현 기술 수준 대비 향상된 결과를 보인다.

◇ Shen, D(2024) 논문은 공기 중 습기 흡수로 존재하던 습도의 한계를 해결하기 위해 음이온을 고정·구속시키는 PGA–CA 이온성 하이드로젤과, 물은 막지만 수증기는 투과시키는 E-PTFE 방수·투습막을 결합해 물속에서도 전력 발생이 가능한 디바이스를 개발했다. 이 디바이스는 물속에서도 0.55V의 전압과 수백나노A의 전류를 수압 환경에서 안정적으로 발생시킨다. 그동안 주로 개발된 HEGs는 공기 중의 수분을 타겟으로 전류를 생산한다. 하지만 이 연구는 실제 바다나 물 속의 환경을 전제로 하고 다양한 염이 존재하는 환경을 포함하기 때문에 더욱 적응력 있는 디바이스를 개발할 수 있었다. 공기 중의 습기가 아닌 다양한 변수가 존재하는 수분 환경에서 전력을 생산할 수 있는 장치를 개발함에 의의가 있다.

  • 특허조사

◇ 출원번호: AU2023316084A1

Moisture Electric Generating Device

AU2023316084A1.png

- 폴리머층이 수분저장소 역할을 해 수분을 공급하는 곳이고, carbon/GO 등이 수분에 의해 전하 운반자(주로 H+/H3O+)를 생성해서 층간 흡습도 차이 및 이온 이동으로 내부 전위차가 생겨 직류 출력을 얻는 구조이다. 다시 말해 폴리머+carbon 층을 최소 2개 구성하고 서로 다른 흡습성을 갖도록 설계해서 수분 농도와 활성 이온의 공간적 구배를 유도하는 것이다.
- 한 전극은 다공성 및 습기가 투과하고, 반대 전극은 습기를 차단함으로써 상하부의 수분활동도 차이를 고정시킨다. 또한 흡수한 수분을 저장하는 층->전하를 생성하는 층으로의 이온 순차적 전달로 양성자 농도와 활동도 구배를 만들면서 전위차/전류가 발생하게 된다.

◇ 출원번호: WO2023205859A1

Moisture Electric Generator

WO2023205859A1.png

- 본 발명은 수분 노출 시 전하 운반자(H/H3O+)를 생성해 디바이스 양단에 전위차를 만들고, 전하를 장치 내에 저장할 수 있도록 구성된 이중기능 전자소자이다. 방전 후에는 외부 전기장 인가만으로 재생해 다시 전위차/이온 구배를 복원하도록 설계되었다.
- 두 개의 면 중에서 한 면만 수분에 노출되고, 기능층에서 양이온이 생성 및 축적되어 농도구배 확산으로 전위차가 생성된다. 방전시 외부 회로로 전자가 이동하고, 전기장 인가로 저장된 양이온을 반대 방향으로 밀어 재생시킨다. 이를 통해 전위차가 복구되며 반복적 운영이 가능하다.

- GO,CNT 등의 카본계 기능층/전극과 비대칭 습기 접근 구조가 이 특허의 핵심 구현 예시이다.

◇ 출원번호: EP1982696B1

Gel for treating wounds
- Pluronic F-127을 16-20wt% 범위로 사용하면 저온에서 유동성을 보이나 18-25°C에서 급격한 점도 상승을 유도해 젤 점도를 크게 높일 수 있음을 보여주는 특허이다. F-127에 글리세롤(10wt%) 등을 넣고, 경우에 따라 Poloxamer 188/388을 함께 조절하여 점도를 추가로 끌어올릴 수 있음을 보인다.
  • 특허전략

◇ 습도 및 수분 내의 이온을 이용한 특허가 과거에 비해 최근에 많이 출원이 되고 있음을 확인할 수 있다. 시대의 흐름에 맞춰 본 연구와 관련된 Hydroelectric 에너지 하베스팅 기술과 관련된 특허를 만들어낼 수 있을 것으로 보인다.

◇ 특허 취득을 위해서는 디바이스 내 하이드로젤에 관한 자세한 원료 특성 제시 및 구체적인 합성 방법이 필수적이다. 이온 농도 구배를 만들고 안정적인 전압 및 전류를 생성할 수 있는 하이드로젤의 개발을 진행해야 한다.

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

◇ 고점도 프리젤 잉크를 통한 3D 프린팅 정밀도 향상 및 구조 구현 다양화

하이드로젤을 구성하는 고분자의 조성과 가교제 비율, 이밖에 점도를 조절할 수 있는 다양한 첨가제를 통해 3D-printing에 적합한 고점도 프리젤 잉크를 개발한다. 이를 통해 젤 레이어의 안정적인 적층과 정교한 구조 형성이 가능해진다. 이를 통해 기존 젤 용액으로는 구현하기 어려웠던 정밀하고 균일한 하이드로젤 제작이 가능하며, 다양한 소형 구조의 구현이 가능해져 공정의 정밀도가 향상된다.

◇ 3D 구조 설계를 통한 출력 성능 향상 및 소형 전력원 기술 고도화

3D-printing을 활용하면 하이드로젤을 단순 두께 변화가 아닌 정교한 공간 구조로 설계할 수 있으며, 이를 통해 서로 다른 성질을 가지는 두 젤 계면을 입체적으로 배치할 수 있다. 이러한 규칙적인 3D 구조는 서로 맞물린 계면 면적을 극대화하여 이온 확산 경로를 증가시키고, 내부에서의 이온 이동 및 농도 구배 형성 효율을 크게 높여준다. 다시 말해, 동일한 크기의 하이드로젤을 사용하더라도 계면적과 유효 이온 교환 면적이 확장되기 때문에 단순한 2D 접촉 기반 HENGs 대비 높은 전류 생성 및 출력 안정도를 확보할 수 있다. 따라서 소자의 전체 부피는 매우 작게 유지하면서도 내부 활성 면적을 설계적으로 극대화하는 것이 가능하고, 이는 고밀도 소형 전력원으로서의 기능을 확보하고 기술 확장성을 높이는 핵심 요소가 된다.

경제적, 사회적 기대 및 파급효과

◇ 차세대 전력 산업 경쟁력 강화

본 기술은 외부 전원이나 복잡한 전력 공급 장치 없이도 수분과 주변 환경에 존재하는 수분과 전해질 성분의 이온 흐름을 이용해 전력을 생산할 수 있는 자가 발전형 시스템이기 때문에, 기존 배터리 교체 및 충전에 따른 유지비를 절감할 수 있다. 또한 3D-printing 공정은 다양한 구조의 소형 에너지 소자를 자유롭게 설계하고 대량 생산할 수 있는 공정 유연성을 제공하므로, 저비용 및 대량생산 기반의 차세대 에너지 소자 산업 창출이 가능하다.

◇ 지속 가능한 사회 실현 기여

HENGs는 충전 또는 폐기 과정에서 환경오염을 최소화하는 친환경 에너지 기술이다. 또한 기존 배터리 사용이 물리적으로 제한되는 의료용 센서, 생체 부착형 웨어러블 기기 등 다양한 응용 분야에서 안정적인 독립 전원으로 활용될 수 있는 확장성을 지닌다. 나아가 재생 가능한 에너지 기술의 대중화를 촉진함으로써, 미래형 분산전원 시스템 발전에 기여할 것으로 기대된다.

기술개발 일정 및 추진체계

개발 일정

추진체계(나노볼트 3).PNG

구성원 및 추진체계

내용

설계

목표 달성을 위한 설계(실험)방법

실험 방법

가. Materials

Main matrix polymer: Acrylic acid(AAc), Acrylamide(AAm)
Initiator: 1wt% Lithium phenyl-2,4,6-trimethylbenzoylphosphinate(LAP)
Top layer:Poly(ethylene glycol) diacrylate(PEGDA), Bisacrylamide(Bis-AA)
Bottom layer: Sodium acrylate(NaAc), Pentaerythritol triacrylate(PETA)
For viscosity: Pluronic F-127, N-octyl acrylate(C8)
Salt: Sodium chloride(NaCl)


나. Pre-gel solution

- Bottom layer: 40wt%의 AAc와 AAm에 2wt% PETA를 첨가한다. Stirring 후 17wt% F-127을 더해 3°C에서 24시간 동안 교반한다. F-127이 모두 녹으면 20wt% NaAc와 LAP를 첨가한 후 잘 섞일 때까지 교반한다. 이후 3D-printing 직전 13wt% C8을 더하고 Degas하여 용액 내 산소를 없애고 점도를 조절 후 사용한다. NaAc를 초반에 넣게 되면 F-127과의 상호작용으로 제대로 교반되지 않으므로 나중에 LAP와 함께 첨가한다.
ーTop layer: 40wt%의 AAc와 AAm에 PEGDA와 Bis-AA를 첨가한다. Stirring 후 17wt% F-127을 더해 3°C에서 24시간 동안 교반한다. F-127이 모두 녹으면 LAP를 첨가한 후 잘 섞일 때까지 교반한다. 이후 3D-printing 직전 13wt% C8을 더하고 Degas하여 용액 내 산소를 없애고 점도를 조절 후 사용한다.


다. 3D-printing

하이드로젤 용액에 C8을 첨가해 점도가 조절된 잉크를 주사기에 주입한다. Nozzle 크기는 27G, 프린팅 속도는 5mm/s, Layer height는 0.2mm, 온도는 27°C로 세팅 후 DIW(Direct Ink Writing) 방식을 이용해 젤을 원하는 구조로 프린팅한다. 프린팅이 완료되면 UV 광을 이용해 광중합을 유도하여 하이드로젤 제작을 완료한다.


라. HENGs 제작

유연 기판에 구리 전극을 붙이고, 그 위에 Top layer와 Bottom layer를 붙인다. 이때 젤 사이 표면 구조가 제대로 결합할 수 있도록 한다. 위에 다른 구리 전극을 올린다.

3M NaCl 전해액을 주입해 위아래 레이어의 이온농도구배가 발생하도록 하면, 디바이스에 전압 및 전류가 발생한다.

결과 및 평가

개발 과제 핵심 결과

HENGs Fabrication and Power Generation Mechanism

HENGs Fabrication and Power Generation Mechanism.png

Fig.1 (상) HENGs의 구조 및 Top/Bottom Layer의 네트워크 구조 (하) HENGs 내부 젤의 전류 생성 과정


Fig.1 (상)은 HENGs의 구조를 나타낸 그림이다. 전극은 구리를 사용하며 HENGs 내부 젤은 Top은 흡습성이 좋지 않은 젤, Bottom은 흡습성이 좋은 젤로 이루어져 있다. 전해액은 3M NaCl을 사용한다.

Fig.1 (하)는 HENGs 젤 내부에서의 이온 이동 과정 모식도이다. 하이드로젤 내부의 고정 음이온기 (COO⁻)는 NaCl 전해질 주입 시 Na⁺와 결합하고 H⁺를 방출한다. 이 과정에서 H⁺와 Cl⁻의 이동으로 두 젤 사이의 이온 농도 구배가 형성되며, 전위차 발생에 따라 전자가 외부 회로를 통해 이동하여 전류가 발생한다.

Hydrogel Formation

Hydrogel formation.png

Fig.2 (왼) F-127/AAc-co-AAm/C8 pregel 및 micelle 형성 과정, (오) F-127/AAc-co-AAm/C8 Direct Ink Writing (DIW) 프린팅 과정 및 네트워크 형성


Fig.2의 왼쪽 그림은 열경화 및 DIW 프린팅이 가능한 특성을 가지는 hydrogel을 위해 준비한 pre-gel을 그린 것이다. F-127은 저온에서 수성 매질로 개별 triblock copolymer로 작용한다. 소수성 C8 monomer를 첨가하게 되면 C8과 F-127 micelle의 poly(propylene oxide)(PPO) core로 용액이 즉시 반고체 상태로 변한다. micelle은 특정 이상의 농도 및 온도에서 격자 구조를 형성하여 sol-gel 전이가 유도된다.

DIW 프린팅 공정을 위해 F-127/AAc-co-AAm/C8 pregel을 주사기에 넣고 3D-프린터에 설치했다. 프린팅 최적의 점도를 유지하기 위해 dispenser의 온도를 37°C로 설정하고, 프린터 내부 온도를 27°C로 설정했다. 이후 hydrogel ink를 층별로 압출하여 원하는 구조를 만든다. 프린트 된 구조를 UV(385)를 이용해 자유 라디칼 중합을 개시하고 광중합을 완료한다. 이 과정에서 AAc와 AAm은 F-127 micelle 외부 친수성 영역에서 중합되고, 반면 소수성 C8은 F-127 core에서 중합되어 PPO와 물리적 가교를 형성한다.


UTMANGLE.png

Fig.3 (왼) Top, Bottom hydrogel의 UTM, (오) Top, Bottom hydrogel의 Contact angle


Fig.3의 UTM Data를 통해 흡습성이 높은 Bottom gel의 percentage strain, percentage stress가 매우 큼을 알 수 있다. 반대로 흡습성이 낮은 Top gel은 percentage strain, percentage stress가 상대적으로 낮음을 알 수 있다. 이 차이를 파악 후 Top gel의 UV 광중합 시간을 Bottom gel에 비해 3/4 정도로 진행했다.

Fig.3 오른쪽의 사진은 Top gel과 Bottom gel에 물방울을 떨어뜨렸을 때 각도를 나타낸 사진으로, 표면장력의 차이를 보여주는 것이다. Top gel은 흡습성이 나쁜 젤이므로 떨어뜨린 물방울의 각도가 비교적 크며, Bottom gel은 흡습성이 좋으므로 떨어뜨린 물방울의 각도가 작은 것을 볼 수 있다.

3D-printing

3D-printing.png

Fig.4 (상) 3D-printing을 통해 제작한 각 젤의 mesh 구조 사진 (중) 표면적을 변화시킨 구조로 3D-printed된 젤의 사진 (하) 접촉하는 점의 개수를 변화시킨 구조로 3D-printed된 젤 사진


Fig.4 (상)은 HENGs 내부에 들어갈 Top gel과 Bottom gel을 위한 pre-gel ink를 가지고 mesh 구조로 프린트한 사진이다. 각 구조는 0.2cm 높이를 가지고 있으며 DIW를 통해 격자 구조가 무너지거나 눌리지 않고 안정적으로 적층됨을 확인할 수 있다. 이는 개발된 잉크가 복잡한 3D 구조를 정밀하게 프린팅할 수 있는 능력을 가졌음을 보여준다.

Fig.4 (중)과 (하)는 DIW를 통해 원하는 구조로 3D-printing한 젤의 사진이다. 설계한 모양대로 변형이나 밀리는 현상 없이 프린팅된 모습을 확인할 수 있다.

Analysis of Voltage and Current Data

Analysis of Voltage and Current Data 1.png

Fig.5 (왼) 측정한 디바이스의 젤 구조 (오) 표면적을 변화시킨 젤로 만든 디바이스의 전류, 전압, 전력 그래프


Fig.5는 두 젤 사이 접촉 표면적을 변화시킨 HENGs 디바이스의 전압, 전류 및 Power 그래프이다. 두 젤이 겹쳐졌을 때 디바이스의 높이와 부피 모두 동일하게 설계되었다. 세 디바이스의 전압은 모두 동일한 0.23V 정도로 유지된다. 하지만 전류의 경우 구조에 따라 뚜렷한 차이를 보였으며, Flat, Saw, Chess 구조에서 접촉 면적이 2, 2.86, 4.2로 증가함에 따라 각각 0.232mA, 0.384mA, 0.509mA로 측정되어 접촉 면적 증가에 다른 전류 향상을 명확히 확인할 수 있었다.

또한 젤 사이 접촉 면적에 따른 전력 출력 특성을 확인할 수 있는데, 이때 전력은 전류전압으로 계산되었다. 전력은 각각 55.68, 92.16, 122.16로 측정되었다. 이는 접촉 면적과 전력 사이의 강한 선형 상관관계가 관찰되며, HENGs의 전력 생성이 이온 교환 면적에 직접적으로 비례함을 입증한다.


Analysis of Voltage and Current Data 2.png

Fig.6 (왼) 측정한 디바이스의 젤 구조 (오) 표면 점 개수를 변화시킨 젤로 만든 디바이스의 전류, 전압, 전력 그래프


Fig.6은 두 젤 사이 접촉 점의 개수를 변화시킨 HENGs 디바이스의 전압, 전류 및 Power 그래프이다. 이번 설계 역시 두 젤이 겹쳐졌을 때 디바이스의 높이와 부피 모두 동일하게 설계되었다. 네 디바이스의 전압은 전해액 주입 후 약간의 시간이 지난 후 모두 동일한 0.22~0.23V 정도가 유지된다. 전류의 경우 접촉하는 점의 개수에 따라 뚜렷한 차이를 보이고, 각각 0.22mA, 0.24mA, 0.42mA, 0.52mA 정도를 유지한다. 전력은 각각 53.6, 61.41, 99.09, 120로, 역시 접촉 면적과 전력 사이의 강한 선형 상관관계를 입증하는 결과이다.

포스터

포스터 나노볼트.png

관련사업비 내역서

내용

완료작품의 평가

평가항목나노볼트.PNG

향후계획

가. 기술적 전망

◇ Top/Bottom 젤 사이 접촉 면적을 더욱 확장하는 구조를 설계한다.

◇ HENGs 디바이스의 전압 및 전력을 높일 수 있는 방법을 고안한다.

◇ 디바이스 수명을 높일 수 있는 방안을 모색한다.


나. 경제적 및 사회적 전망

◇ 저전력 IoT용 전원 시장 진입 가능성 배터리 교체가 어려운 환경(웨어러블, 환경센서, 스마트패치, 스마트의류 등)에서 자가발전 기반 전원을 대체할 수 있어, 배터리 기반 IoT 기기의 유지비를 크게 절감할 수 있다.

◇ 웨어러블·의료·안전 분야 기술 혁신 촉진 우수한 유연성 및 소형화 된 디바이스로 지속적이고 자율적인 동작이 가능해져 사용자의 편의와 안전성 향상에 도움을 준다.

◇ 차세대 에너지 하베스팅 시장 확대 기여 가볍고 별도의 전원이 필요 없으므로 전력 인프라 부족 지역에서도 동작하는 센서를 구축할 수 있어 사회 안전망 강화에 기여할 수 있다.

참고문헌

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