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2020년이면 500억개의 기기가 인터넷에 연결될 것으로 보입니다. 스마트 온도계와 같은 가정용 전자제품들은, 소위 “사물인터넷(Internet of Things)”라 불리며 작은 센서들을 이용해 우리의 발걸음과 소모한 칼로리, 습도와 조도를 측정하고 기록하게 될 것입니다. 그러나 이들 제품이 사용할 전력을 어떻게 공급할 것인가의 문제가 있습니다. 이를 해결하는 한 가지 방법은 에너지를 스스로 모으는 에너지-수확기술(Energy-harvesting)입니다. 사이언티픽 아메리칸은 4가지 떠오르는 에너지 수확기술의 장단점을 제시했습니다.

압전소자(Piezoelectric): 지난여름, 로체스터에 위치한 마이크로젠은 동전 크기의 볼트(the Bolt)라는 제품을 내놓았습니다. 이 제품은 주변의 진동을 흡수해 에너지로 바꿉니다. 에어컨이나 전자렌지가 만드는 작은 진동은 이 제품에 의해 전류로 바뀌게 되며 축전지나 충전지를 충전할 수 있게 만듭니다.

장점: 어느 정도까지는 개수를 늘여 생산하는 전류를 늘일 수 있습니다. 진동을 일으키는 제품들을 흔하게 발견할 수 있습니다.

단점: 만드는 전력이 낮아, 센서와 같은 저전력 기기에만 적합합니다.

태양광 에너지(Solar): 프랑스의 선파트너 사는 화면이나 다른 기기의 표면을 덮을 수 있는 투명한 태양전지를 개발했습니다. 이들은 작은 렌즈를 이용해 빛을 휘게 함으로써 광전소자를 보이지 않게 만들었습니다.

장점: 전지가 투명하기 때문에 매우 광범위하게 적용 가능합니다.

단점: 지하실이나 하수구와 같은 어두운 곳에서는 소용이 없습니다.

와이파이 반사(Wi-Fi Backscatter): 워싱턴 대학의 연구진은 텔레비젼이나 라디오파와 같은 이미 존재하는 전자파를 흡수해 역시 기존의 와이파이망에 메시지를 전송하는 기술을 만들었습니다. 이 기기는 와이파이 신호를 선택적으로 반사해 신호를 싣게 됩니다. 이들은 1년 안에 제품을 내놓으려 하고 있습니다.

장점: 충전과 전송이 동시에 이루어집니다.

단점: 와이파이 신호는 불규칙적으로 발생하므로 기기의 접속 역시 예측불가능합니다. 생산되는 전력이 낮습니다.

열전소자(Thermoelectric): 전도성 소자의 뜨거운 부분에서 차가운 부분으로 이동하는 전자를 이용합니다. 열전소자는 체온을 이용해 전류를 만들 수 있습니다. KAIST 의 연구진은 플렉서블 유리로 열전소자를 둘러쌈으로써 실용성 있는 제품을 만들었습니다. 이 제품은 실온에서 40mW를 생산할 수 있습니다.

장점: 신체와 접촉되고 있는 한, 전류는 계속 생산됩니다.

단점: 약 31도의 온도 차가 필요합니다. 웨어러블에는 적합하지만 일반적인 센서에는 적합하지 않습니다.

(사이언티픽 아메리칸)

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