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경희대학교 기계공학과 최동휘 부교수는 마찰대전 및 에너지 하베스팅 분야의 선구적인 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 물탱크, 바람, 왕복/다축 진동 등 다양한 환경에서 에너지를 효율적으로 수확하는 마찰대전 발전 기술과 전하 삽입을 이용한 극박코팅, 휴대형 미세 액적 분무장치 개발 등 혁신적인 기술 특허를 다수 보유하고 계십니다. 이는 지속 가능한 에너지 솔루션과 첨단 소재 기술 발전에 크게 기여하고 있으며, 최동휘 교수의 연구는 미래 기술의 핵심 동력이 될 것입니다.
| 연구자 프로필 |  |
| 연구자 명 | 최동휘 |
| 직책 | 부교수 |
| 이메일 | dongwhi.choi@khu.ac.kr |
| 재직 상태 | 재직 중 |
| 부서 학과 | 기계공학과 |
| 사무실 번호 | 0312013694 |
| 연구실 | - |
| 연구실 홈페이지 | - |
| 홈페이지 | - |
| 소속 | 경희대학교 |
| 연구 1 | 마찰대전 기반 에너지 하베스팅 기술 및 응용 |
| 내용 | 본 연구실은 마찰전기 나노발전기(TENG)를 활용한 에너지 하베스팅 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 바람, 물, 진동, 인체 움직임 등 다양한 환경 에너지원을 효과적으로 전기에너지로 변환하는 원천 기술을 연구하며, 특히 회전형 마찰대전 나노발전기(R-TENG)의 법선력 최적화를 통해 다양한 환경에서의 높은 전력 변환 효율을 달성하고 있습니다. 이를 통해 에너지 자립형 시스템 구축의 기반을 마련하고 있습니다.주요 연구는 비연속 액체-고체 접촉대전 현상 분석 및 이를 이용한 발전기 설계, 그리고 불규칙적이고 넓은 범위의 에너지 수확 능력을 갖는 적응형 마찰대전 나노발전기 개발을 포함합니다. 물탱크, 바람 등 특정 환경에 최적화된 마찰대전 발전 장치를 개발하여 실제 환경에서의 에너지 수확 가능성을 입증하였습니다. 이러한 기술은 지속 가능한 에너지 솔루션 제공을 목표로 합니다.이러한 마찰대전 기반 에너지 하베스팅 기술은 무선 센서 네트워크, 웨어러블 디바이스, IoT 기기 등 다양한 분야에서 외부 전원 공급 없이 작동 가능한 자가발전 시스템 구현에 핵심적인 역할을 합니다. 산업 현장의 모니터링 시스템부터 스마트 홈 솔루션, 나아가 미래의 스마트 시티 구축에 필요한 자율 전원 공급원으로 활용되어 에너지 효율을 극대화하고 새로운 산업적 가치를 창출할 수 있습니다. |
| 연구 2 | 자가발전 센서 및 무전원 웨어러블 모니터링 시스템 |
| 내용 | 본 연구실은 마찰전기 기반 에너지 하베스팅 기술을 응용하여 외부 전원 없이 작동 가능한 고성능 자가발전 센서 및 무전원 모니터링 시스템을 개발하고 있습니다. 특히 '사용자 환경 모니터링을 위한 소형 자가발전 무선 데이터 송수신 시스템'과 '생체역학을 고려한 착용형 고출력 발전 패키지' 개발을 통해 전력 소비가 적고 효율적인 센서 솔루션을 제공하는 데 주력합니다.연구의 핵심은 다양한 물리적 현상(진동, 압력, 움직임 등)을 감지하고, 이로부터 직접 에너지를 수확하여 센서 작동에 활용하는 것입니다. 이를 위해 3차원 구조를 이용한 다축 감지용 자가발전 센서 및 하이브리드 에너지 하베스터 기술을 개발하여 센서의 민감도와 자립성을 동시에 확보하고 있습니다. 또한, '하이드로겔 기반 바이오 센서' 개발을 통해 인체의 미세한 생리적 움직임을 감지하며, 착용 편의성과 생체적합성을 갖춘 차세대 헬스케어 솔루션으로의 확장을 모색하고 있습니다.이러한 자가발전 센서 및 무전원 모니터링 시스템은 산업 안전, 헬스케어, 물류, 환경 모니터링 등 광범위한 분야에 적용될 수 있습니다. 특히, '실시간 물류분류를 위한 무전원 센서 일체형 스마트 컨베이어 시스템'과 같은 스마트 팩토리 솔루션부터 개인 건강 관리 웨어러블 기기까지 다양한 형태의 혁신적인 제품 개발에 기여하며, 유지보수 비용 절감 및 시스템의 지속 가능성을 크게 향상시킬 것입니다. |
| 연구 3 | 고분자 기반 나노/마이크로 제조 및 기능성 재료 공정 |
| 내용 | 본 연구실은 에너지 하베스팅 및 센서 기술의 성능을 극대화하기 위한 고분자 기반 나노/마이크로 제조 공정과 기능성 재료 개발에 집중하고 있습니다. 특히 고분자 복합재를 활용한 3차원 연성 구조체 개발 및 '압축 좌굴 현상에 기반한 4차원 프린팅 공정' 등 혁신적인 제조 기술을 통해 유연하고 고성능의 소자를 구현하는 데 앞장서고 있습니다.핵심 기술로는 '전하 삽입을 이용한 극박코팅방법'과 '자발적 층분리 현상을 이용한 고분자 복합재 소자 제조' 등이 있으며, 이는 마찰전기 소자의 성능을 향상시키고 다양한 환경에 적합한 센서를 제작하는 데 필수적입니다. 또한, '감도 향상 구조를 갖는 전도성 고분자 복합재 기반 압저항 압력센서' 개발을 통해 미세한 압력 변화까지 정밀하게 감지할 수 있는 재료 솔루션을 제공합니다.이러한 첨단 재료 및 공정 기술은 웨어러블 디바이스, 유연 전자소자, 생체 이식형 센서 등 차세대 전자기기 개발에 필수적인 기반을 제공합니다. 고분자 복합재의 설계 및 가공 기술을 통해 기존의 한계를 뛰어넘는 새로운 기능과 형태의 소자를 구현하며, 이는 결과적으로 자가발전 센서 및 에너지 하베스팅 시스템의 상용화와 고도화에 결정적인 기여를 할 것입니다. |
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