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IoT / 신기술|미래

10억 년 동작하는 IoT 배터리 신기술

2016.11.03 George Nott  |  IDG News Service
IoT 기기의 광범위한 확산에 걸림돌이 되는 요인 중 하나는 바로 배터리 수명이다. 캠브리지 대학 연구진이 주변 환경에서 에너지를 수급할 수 있는 초절전형 트랜지스터를 개발해 기대를 모으고 있다.

전력선을 연결해야만 한다는 한계는 IoT의 근간 목적과 배치되는 경우가 많다. IoT 기기에 알고리즘 처리 및 데이터 패킷 전송 업무를 담당할 수 있는 배터리를 내장시키곤 하는 이유다. 그러나 배터리에는 수명이 있으며, 이는 IoT 기기가 접근하기 힘든 위치에 배치된 경우에 특히 문제가 될 수 있다.

캠브리지 대학은 지난주 이러한 문제를 해결할 잠재력을 가진 초절전형 트랜지스터에 대한 논문을 발표했다.

스캐빈저 센서(Scavenger Sensor)
이 대학의 엔지니어링 부문 아로키아 네이선 교수가 주도한 연구팀이 제출한 논문은 에너지를 주변 환경에서 수급하는 트랜지스터를 다룬다. 쇼트키 장벽(Schottky barrier)으로 알려진 누출 현상을 활용하는 원리다. 참고로 금속과 반도체 접속부에서 발생하는 전위 장벽인 쇼트키 장벽은 엔지니어들이 가급적 피하고자 하는 현상이다.

연구팀 시연에 따르면 이 트랜지스터는 1볼트, 1나노와트 이하의 '딥 서브스레숄드 레이짐'(deep subthreshold regime), 즉 거의 전력이 차단된 상태에서 동작했다. 연구팀은 극도로 적은 전력 소모 특성으로 인해 이 트랜지스터가 종이나 폴리에스터에서부터 플라스틱 및 유리에 이르기까지 거의 모든 물질 상에 출력될 수 있다고 설명했다.

공동저자인 네이선 교수는 논문에서 "절적에 대한 요구는 새롭게 부상하는 활용처에서 더욱 크게 대두하고 있다. 웨어러블이나 IoT 분야 등이다. 이번 트랜지스터는 무배터리 동작성이 절실히 요구되는 분야, 즉 웨어러블 기기 내의 센서 인터페이스 회로 등에서 유용하다"라고 기술했다. 'Subthreshold Schottky-barrier thin-film transistors with ultralow power and high intrinsic gain'이라는 제목의 이 논문은 지난주 사이언스지에 게재됐다.

설명에 따르면 이번 디자인에 기반한 센서의 경우 일반 AA 배터리 정도의 전력으로 약 10억 년간 동작할 수 있다. IDC IoT 및 텔레콤 분야 담당자 휴이 우즈하지는 이번 연구에 대해 "잠재적 가능성이 거대하다. 물체 표현, 의류, 창문, 도로, 인도 등에 센서를 설치해 네트워크를 구성할 수 있다는 의미다"라며, "현재은 연구실 단계의 성과지만 향후 서비스 특성을 극적으로 변화시킬 잠재력을 가지고 있다"라고 평가했다. ciokr@idg.co.kr
 
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