[교통신문 김정규 기자] 타이어압력모니터링시스템(TPMS)에 영구적으로 전원을 공급하는 차량용 나노 발전기가 개발됐다.
기존 TPMS는 타이어 내부에 코인 형태의 배터리를 사용해 교환비용이 많이 들고, 배터리 수명 자체가 TPMS의 효율을 저해하는 문제를 안고 있었다.
전남대 기계공학부 이동원 교수 연구팀은 TPMS에 설치할 수 있는 배터리 없이 영구적으로 전원을 공급할 수 있는 '차량용 마찰 대전형 나노 발전기'(V-TENG)를 개발했다고 최근 밝혔다.
TPMS는 타이어 내부 압력을 실시간으로 측정해 타이어의 파열 등을 막는 시스템이다. 미국·유럽에서는 신규 자동차 장착이 의무화된 핵심부품 중 하나다.
그동안 이 장치 개발이 어려웠던 이유는 극한 환경에서의 전원공급에 한계를 보여 왔기 때문이다.
이번에 이 교수팀이 개발한 V-TENG은 타이어의 기계에너지를 전기에너지로 전환해 사용할 수 있게 함으로써, 이 같은 문제점을 해소했다.
V-TENG은 시소 형태의 구조체가 고속으로 회전하는 바퀴의 원심력에도 균형상태를 유지하며, 브레이크 캘리퍼에 장착된 비접촉 자석을 통해 시 '스윙 모션 운동'하는 원리로 작동한다. 이때 시소 구조체 상·하부에 부착된 고분자 필름이 접촉함으로써 에너지가 발생한다.
V-TENG은 높은 내구성과 신뢰성으로 극한의 환경에서도 구동할 수 있고, 기존 연구보다 최대 316V, 22.3 mW의 높은 전기 출력을 나타낼 정도로 효율성도 뛰어나다.
이 교수는 "V-TENG를 이용한 무선 전원공급 장치는 TPMS에 영구적인 전원공급뿐만 아니라, 실시간으로 타이어 내부온도를 운전자가 계기판에서 알 수 있게 하는 등 무선 센서의 차세대 발전 장치라고 할 수 있다"고 설명했다.
