ETRI, 거리·위치 제약 해결한 3차원 공간 무선충전 기술개발

다양한 모양의 E-Cup 시제품(Night Lamp, 첨성대, 연필꽂이)에서 스마트 기기(스마트폰)가 무선충전되는 모습. (사진제공=ETRI)

아주경제 한준호 기자 = 국내 연구진이 3차원 공간에서 위치와 방향에 관계없이 자유롭게 충전이 가능한 컵홀더 형태의 무선충전기 개발에 성공했다.

ETRI(한국전자통신연구원)는 25일 직경 약 10cm 공간 내에서 어떤 방향으로 스마트폰을 놓아도 일정한 충전효율을 유지하는 '3차원 공간 무선충전(E-Cup)' 기술개발에 성공했다고 밝혔다.

이번에 개발한 3차원 공간 무선충전 기술은 기존 2차원 패드 구조의 무선충전기술의 단점을 극복하기 위해 특정 공간에 자기장의 분포를 균일하게 유지할 수 있는 균일장 생성 기술을 개발했다. 2차원 패드 방식은 무선충전을 위해 충전 패드위에 스마트폰을 정확하게 밀착 시켜야 한다는 불편함이 있었다. 

연구진은 스마트폰을 여러 대 충전할 수 있도록 만들고 위상 제어 기술도 적용했다. 이에 따라 직경 약 10cm 컵 공간 안에 여러 개의 스마트기기를 동시에 충전할 수 있게 됐으며, 어떤 방향으로 놓아도 일정한 전력 충전 효율을 유지할 수 있다.

연구진은 이 기술이 유선 충전과 동일한 전력 충전 속도를 가지며 전력 충전 효율성은 유선 대비 약 60% 내외라고 설명했다. 상용화 수준은 70%이며 상용화시 추가적으로 칩에 핵심기술을 내장하는 기술이 필요하다.

ETRI는 지난 2014년 자기공명을 이용한 무선전력전송 기술을 처음 적용해 안내용 로봇의 24시간 서비스가 가능하도록 배터리 무선충전 기술을 개발한 바 있다. 2015년에는 자기공명방식으로 X축과 Y축의 2차원 전기자전거 무선충전기술도 개발했다. 이번 무선충전 기술은 X축과 Y축, Z축을 모두 활용해 3차원 무선충전을 구현한 사례다. 

또한, 스마트폰이 들어가는 컵홀더 형태의 차량용 무선충전기를 개발해 지난 1월, 미국 라스베이거스에서 열린 세계 최대 전자제품전시회 'CES 2017'에서 큰 관심을 받았다.

이호진 ETRI 전파·위성연구본부장은 "이번 개발한 기술은 초기 연구단계지만 적용 분야를 고려할 때 파급효과가 매우 큰 기술"이라며 "미래 사물인터넷, 친환경 자동차, 드론 등 전파를 활용한 다양한 서비스 및 신시장을 형성할 수 있는 기반 기술로 본다”고 말했다.

향후 ETRI는 지속적인 연구개발을 통해 거실과 같은 일반 생활공간 룸 구조(5m x 5m)에 주목하고 있다. 생활공간에서 보다 효율적이고 새로운 에너지 전송방식과 전송 시스템의 고효율화, 소형화, 인체·기기안전성 등의 기술을 확보, 상용화 및 표준화 등에 박차를 가한다는 계획이다.