5m 떨어져도 무선으로 전력 충전한다

카이스트, 무선전력 전송 기술 개발…세계 신기록

[아시아경제 정종오 기자]5m 떨어져 있어도 무선으로 전력을 전송하는 기술이 개발됐다. 이는 무선전력전송 세계 최장거리 신기록이다.

KAIST(총장 강성모) 원자력및양자공학과 임춘택 교수(51)는 다이폴 코일 공진방식(DCRS, Dipole Coil Resonance System)을 사용해 5m 떨어진 곳에 209W(와트)를 무선으로 전송하는데 성공했다고 17일 발표했다. 5m 거리에서 스마트폰 40대를 동시에 충전하거나 선풍기 5대를 켤 수 있으며 초대형 LED TV까지도 켤 수 있는 규모이다.

장거리 무선전력 전송기술은 지난 2007년 미국 MIT에서 자기결합 공진방식(CMRS, Coupled Magnetic Resonance System)을 사용해 2.1m거리에서 60W 전력 전송에 성공한 이후 세계적으로 커다란 관심을 받았다. 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 문제로 개발된 지 6년이 지나도록 제대로 상용화되지 못했다.

임 교수팀은 기존 기술의 단점을 극복하기 위해 다이폴 코일 공진방식(DCRS)을 개발했다.

연구팀은 코일 수를 2개(송신코일, 수신코일)로 줄이고 최적화된 다이폴 구조의 고주파 자성체(페라이트 코어)를 사용해 부피(가로 3mx세로 10cmx높이 20cm)를 크게 줄였다. 주파수 변동이 적어 주변 환경변화에는 기존기술보다 20배 이상 강인했다. 100kHz(킬로헤르츠, 1,000헤르츠)대의 낮은 주파수에서 동작해 효율이 상승, 실용화에 성큼 다가선 것으로 평가받고 있다.

임춘택 교수는 "기존 기술에 비해 전송거리는 2배 이상, 전송전력은 3배 이상으로 높여 장거리 무선전력전송기술의 상용화를 앞당길 수 있게 됐다"며 "와이파이 존(Wi-Fi Zone)처럼 특정 장소에 접근하면 별도의 충전기가 필요 없이 무선으로 전자기기를 사용할 수 있는 편리한 기술개발을 추진할 것"이라고 밝혔다.

다만 전기선으로 직접 연결해서 쓰는 것과 비교할 때 상대적으로 효율이 떨어지고 비싼 것은 단점으로 지적됐다.