책상이나 바닥 등 널찍한 평면 어디서든 무선 충전이 가능해지는 시대가 열린다. 충전기에 맞춰서 두던 기존 무선충전에서 진보한 방식이다.

자율 배치 무선충전이 적용된 예.

울산과학기술원(UNIST) 변영재 전기전자컴퓨터공학부 교수팀은 전력을 주고받는 자기장 신호로 페라이트(Ferrite)라는 물질을 활용해 충전 면적을 넓힌 ‘대면적 자율배치 무선충전 기술’을 개발했다고 24일 밝혔다. 무선충전은 전류가 자기장을 일으키고, 거꾸로 자기장도 전류를 발생시키는 원리를 이용한다. 전원 장치의 전류에서 발생한 자기장을 전자기기가 받아 다시 전류로 바꾸는 방식이다. 자기장 크기가 클수록 전류량도 커지므로 전원장치와 전자기기의 거리가 멀어도 충전된다.

기존 무선충전 기술은 이런 자기장을 보내는 매질로 공기를 이용했다. 충전용 전선은 필요 없어 편리해졌지만 휴대전화 같은 전자기기와 무선충전기 배치가 고정된다는 제약이 있었다. 둘의 배치가 조금이라도 빗나가면 충전이 중단되거나 효율이 급격히 떨어진다. 반면 변 교수팀은 페라이트를 사용, 충전기기에 전달되는 자기장 세기를 극대화했다. 자기장이 공기로 전달될 때는 ‘자기저항(자기장을 가로막는 성질)’이 커서 전력 손실이 크다. 하지만 페라이트의 자기저항은 공기보다 1000배 작아 전송 효율이 높아진다는 점에 착안한 것이다. 인체에 유해할 수 있는 자기장과 전기장 노출도 국제 기준을 통과한 것을 시뮬레이션을 통해 검증했다고 연구진은 밝혔다.

변 교수는 “넓은 면적에 자율 배치가 가능한 무선충전 원천기술을 확보한 점에서 의미가 있다”며 “책상과 탁자, 벽, 바닥 등에 적용돼 앞으로 다가올 사물인터넷(IoT) 시대를 견인하게 될 것”이라고 기대했다. 이번 연구 결과는 세계적 권위의 국제전기전자공학회(IEEE)가 발행하는 학술지 ‘IEEE Transactions on Power Electronics’에 10월 4일 자로 온라인 공개됐다.

이선정 기자 sjlee@kookje.co.kr