에너지 하베스팅을 위한 압전 고분자물질에 관한 연구

Abstract

에너지 수확기술을 통하여 화석연료 기반의 에너지 생산시스템을 대체할 수 있어 화석연료기반의 여러 문제점(고갈, 환경문제) 등을 해결할 수 있고, 또한 기존 배터리 기반 시스템의 공간적 시간적 제약을 가지는 문제를 해결가능하다. 최근 압전 고분자를 전기방사를 이용하여 간단한 공정을 통해 제조가능한 압전형 에너지 수확장치가 연구되고 있다. 현제 전기방사를 통하여 얻어지는 에너지 수확장치의 경우 실생활에 적용하기에 출력이 적다. 그렇기에 이 장치의 출력을 높이는 방법에 대한 연구가 이루어지고 있다. 이 논문에서는 전기방사를 통하여 압전 고분자를 형성하는 적합한 조건을 탐색하고, 이를 바탕으로 출력에 영향을 줄 수 있는 잔여전하에 의한 추가적인 Poling 효과를 논하였다. 잔여전하에 의한 Poling 효과를 확인하기 위하여 잔여전하에 의해 발생되는 전기장의 세기를 시뮬레이션을 통하여 구하였고, 그 결과 전기방사에 의해 발생되는 전기장의 세기보다 10 배정도 큰 값을 가지며 그 크기는 Electrospun mat 의 높이에 따라 감소하는 경향을 보였다. 실제 잔여전하에 의하여 발생되는 전기장에 의하여 Poling 효과가 발생되는지를 알아보기 위하여 높이에 따른 Electrospun mat 의 출력을 비교하였다. 그 결과 시뮬레이션 결과와 동일하게 하층의 Electrospun mat 의 출력 값이 상층의 Electrospun mat 보다 높은 것을 확인하였다.