에너지하베스팅(Energy Harvesting)은 버려지는 에너지를 유용한 에너지로 바꾸는 기술로, 1954년 미국 벨 연구소에서 태양광을 에너지로 바꾸는 태양전지기술을 발표하면서 처음 등장했다.

황태일 기자 hti@

에너지 하비스팅은 저탄소 및 친환경 에너지에 대한 수요 증가, 4차 산업혁명의 대표 기술인 IoT의 보편화, 설비·장비·제품 등 사전진단 필요성 증가로 인해 시장은 급성장하고 있으며, 선진국을 중심으로 기술 개발이 활발하게 이뤄지고 있다.

우주의 전자파를 전기에너지로 변환하는 기술 개발

▲ 이병선 대표

에너지 하베스팅은 광에너지, 열에너지, 신체에너지, 진동에너지, 중력에너지, 위치에너지, 전자기에너지 등을 압전, 열전, 광전, 전자기의 형태로 변환해 에너지를 저장 및 소비하는 흐름을 갖는다. 이미 미국, 영국, 독일, 일본, 이스라엘 등에서 관련 기술을 개발, 실용화된 상태다. 최근 국내에서도 에너지 하베스팅에 대한 관심이 높아지면서 ㈜이맥테크놀로지&이노베이션(이하 이맥이노베이션)의 행보가 주목을 받고 있다. 이맥이노베이션은 인체에 해로운 전자파를 없애고 이를 전기에너지로 변환하여 사용하는 전자파 에너지 변환 기술을 선보여 반향을 일으키고 있다.

이맥이노베이션은 전자기파 에너지 변환 기술을 통해 전자파를 혁신적으로 감쇄시키고 전자기파 에너지 변환기를 통해 93% 전력을 생산할 수 있다. 이렇게 생산되는 전력은 전기발전, 송전탑, 일반산업, 전자기기, 일반 가정, 전자파에너지플러그 등 전기를 사용하는 모든 분야에 적용이 가능하다. 이병선 ㈜이맥테크놀로지&이노베이션 대표는 “전자파는 전기 및 자기의 흐름에서 발생하는 일종의 전자기 에너지로, 생태환경과 생물에 영향을 미칠 수 있다”면서 “발전부터 송전까지 약 10%의 에너지가 전자파로 소모되며, 나머지 손실 에너지는 열과 소리 에너지다. 10%의 손실전력을 에너지로 변환하면 4.85% 이상의 에너지 효율이 상승한다. 정전사태에 불안감도 완화시킬 수 있다”고 덧붙였다. 이맥이노베이션은 여기에 만족하지 않고 최근 주·야간에 우주에서 지구로 쏟아져 들어오는 전자파를 안테나로 포집하여 전기 에너지를 만드는 연구를 진행 중이다. 야간에는 전자파의 세기가 강하여 주간보다도 더 많은 양의 전자파를 포집해 전기에너지를 만들 수 있다는 것이 이맥이노베이션측의 설명.

이병선 대표는 “높은 산 정상에서 전자파를 포집하는 안테나를 만들어 전자파를 전기로 만들어 변환한 결과 전압2볼트와 전류0.01mA를 시험적으로 생산하였다”면서 “우리가 생활하는 아파트옥상, 빌딩옥상, 송전철탑처럼 높은 곳으로 주변에 높은 장애물이 없는 지역이라면 전자파를 전기에너지로 만들 수 있는 모든 가능성이 있는 곳이다. 지구로 쏟아지는 수많은 전자파를 전기에너지로 변환하는 기술을 발전시킨다면 멀지않은 미래에  지구 전자파를 전기에너지로 만들어 사용하는 날이 오게 될 것이다”고 덧붙였다.

우주로부터 방사되어 지구로 쏟아져 들어오는 수많은 전자파를 전기에너지로 만들 수 있는 기술로 발전시킨 이맥이노베이션의 이 기술은 국내특허 등록을 마치고 현재 등록되었고 세계특허를 출원 중이다. 이 기술을 통해 극지방일수록 전자파의 세기가 강하고 네팔 같은 고산지역에서 전자파를 변환하여 전기로 사용하는 날을 기대해 볼 만하다. 이 대표는 “그동안 한국전력공사의 송전철탑 또는 배전선로와 같이 기존 전기가 흐르고 있는 곳에서 발생하는 전자파를 전기에너지로 변환하는 기술과는 또 다른 기술을 성공해 냈다”면서 “앞으로 이 기술이 일상생활에 적용이 된다면 매우 획기적인 기술이 될 것”이라고 자신했다.

어싱 기술 적용한 이현매트 선보여
최근 이맥이노베이션은 전자기기 사용으로 발생하는 이상전류를 땅속으로 흘려보내 감전이나 정전기에 의한 사고를 방지하여 마치 실내에서도 땅의 표면에 접지해 있는 것과 같은 효과를 주는 어싱(Earthing)기술을 적용한 이현매트로 반향을 일으키는 중이다. 이병선 대표는 “밤새도록 전자파에 시달려 깊은 숙면을 취하지 못하는 인체의 수면 건강을 위해 전 세계 최초의 기술력을 한데 모아 이현 어싱매트를 개발했다”고 덧붙였다. 실제로 불필요한 전류를 땅으로 버리는 어싱 기술과 매트에서 나오는 유해 전자파를 유익한 전기로 재활용하는 전자파 하베스팅 기술을 적용한 이현 어싱매트는 전자파 실험 결과 실내에서 전자파 측정시 주변 전자 기기 제품의 전자파로 인해 미세한 전자파가 측정되며 완벽한 전자파 차폐율을 자랑한다.

또한 전자파 에너지는 이현 어싱매트의 온도조절기에 삽입된 USB포트로 저장되어 야간 수면 등에 활용할 수 있다. 이러한 기술력을 인정받아 이맥이노베이션은 제11회 대한민국 우수발명 특허대상 및 제6회 대평 발명문화상을 수상하는 쾌거도 거두었다. 이병선 대표는 “태양광 발전 전력을 대체함은 물론 가정, 빌딩, 공장 등 전력 산업분야에 전자파 하베스팅 기술을 적용해 전자파로부터 인체를 보호하고, 에너지 절약을 통해 국가경제 발전에 기여하겠다”며 “앞으로도 전력분야에 혁신기술을 제공하고, 소비분야에 전자파로부터 안심하고 사용할 수 있는 전기전자제품 공급에 총력을 기울이겠다”고 포부를 밝혔다. NM