기본 콘텐츠로 건너뛰기

무선 충전 도로가 현실이 될까


​
 무선 충전 (Inductive charging) 기술은 최근 스마트폰을 대상으로 빠르게 보급되고 있습니다. 현재는 제한된 기기에만 사용되고 있지만, 미래에는 더 다양한 기기를 대상으로 응용이 기대되는 기술이기도 합니다.
​
​
 무선 충전 기술은 크게 자기 유도, 자기 공명, 그리고 전자기파 방식으로 나눌 수 있는데, 전자기파 방식은 매우 장거리의 전력 전송을 위해서 연구되고 있고 실제적으로 휴대폰 같은 기기를 충전하는 방식은 자기 유도와 자기 공명 방식 두 가지라고 할 수 있습니다. 무선 충전에 대한 내용은 아래 네이버 캐스트를 참조해 주시기 바랍니다.
​
​


 자기 유도 방식은 두 개의 코일 사이의 유도 전류를 이용한 것으로 변압기의 원리와 비슷합니다. 다만 그렇기 때문에 충전 장치와 기기가 밀착해야 하는 문제가 있습니다. 다만 효율이 매우 높고 기술적으로 구현이 간단하기 때문에 현재 널리 사용되고 있습니다.
​
​
 자기 공명 방식은 두 개의 코일을 사용하는 것은 동일하나 이를 주파수로 전송한다는 점이 차이입니다. 따라서 이에 필요한 별도의 변환 장치가 있어야 하고 이 과정에서 전력 손실이 발생합니다. 수m 정도 떨어진 지점까지 전력을 공급할 수 있다는 점은 장점이지만, 현재 비용 및 효율 문제로 인해서 아직 본격 상용화 단계라고 말하기는 어렵습니다.
​

 현재 삼성 전자, 퀄컴 등 여러 기업들이 자기 공명 방식을 표준화하고 상용화시키기 위해서 A4WP(Alliance for Wireless Power) 협회를 만들고 연구를 진행 중에 있습니다.
​
​
 사실 1-2cm에 불과한 무선 충전은 도리어 유선 충전보다도 불편할 수 있습니다. 거리를 10-20cm 정도만 늘려도 더 무한한 응용이 가능해지기 때문에 여러 기업들이 관련 연구를 진행 중에 있습니다.
​
​
 최근 프라운호퍼 연구소(Fraunhofer)의 과학자들은 새로운 무선 충전 기술로 20cm 정도 거리에서 93-95% 전송효율을 달성하는 데 성공했다고 발표했습니다. 구체적인 설명은 없지만, 자기 공명 방식을 이용한 것으로 400W에서 3.6kW의 전류를 공급할 수 있습니다.
​
​


 (프라운호퍼 과학자들이 개발한 새로운 무선 충전 장치. This coil system for the inductive charging of electric cars is built into the road. Credit: Fraunhofer IWES)
​
​
 이들이 이런 무선 충전 시스템을 개발한 이유는 물론 휴대폰 충전이 아니라 다른 목적이 있기 때문입니다. 연구팀이 주목하는 가능성은 바로 무선 충전 도로입니다.
​
​
 이전에 소개드린 바와 같이 현재 도로에서 전기 자동차를 바로 충전하는 무선 충전 도로의 개념이 연구 중에 있습니다. ( http://blog.naver.com/jjy0501/220449597613 참조) 달리는 차에서 충전이 가능해지면 전기 자동차의 충전 문제도 자연스럽게 해결이 가능할 것이기 때문입니다.
​

 여기에 만약 무인 주행 기술까지 더해지면 상당히 놀라운 일도 가능합니다. 고속도로에서 24시간 쉬지 않고 달리는 무인 트럭이 가능해지는 것입니다. 중간에 운전자의 휴식이나 주유도 필요없이 목적지 사이를 쉬지 않고 달릴 수 있습니다. 이는 물류 운송 부분에서 일대 혁신이라고 할 수 있습니다. 
​

 그러나 현재까지는 과연 무선 충전 도로가 경제적인가 하는 의문을 제기할 수 있습니다. 이런 방식의 무선 충전 방식이 사실 저렴한 것은 아니기 때문입니다. 이에 대해서 프라운호퍼 연구팀은 자신들의 방식이 값비싼 부분을 최소화시켜 훨씬 저렴한 충전 장치를 가능하게 한다고 언급하고 있습니다.
​
​
 무선 충전 도로가 현실이 되려면 수십 cm 정도 (그 이상은 사실 필요도 없고 기기 간섭이나 안전성 문제 등 여러 가지 이슈가 생길 수밖에 없음) 거리에서 아주 효율적인 충전 장치가 필요합니다. 물론 가격도 저렴하고 안전해야 도로에 대규모로 매설할 수 있습니다. 주로는 교통량이 아주 많은 고속 도로나 차량이 자주 정차하는 구간, 주차장 등에 응용이 가능할 것입니다.
​

 전기 자동차의 보급과 맞물려 무선 충전 기술은 새로운 혁신을 가능하게 만들 수 있습니다. 다만 아직은 가능성입니다. 실제로 가능할지는 미래를 기다려봐야 할 것 같습니다.
​

 참고 ​    


  



라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

중등도 코로나 19 환자에서 제한적인 효과만을 확인한 렘데시비르

   현재 렘데시비르는 인공 호흡기 치료가 필요한 환자 등 중증 코로나 19 환자의 치료제로 사용되고 있습니다. 다만 공급이 부족해서 갑자가 중증 코로나 19 환자가 늘어날 경우 수급 문제가 불거질 수밖에 없습니다. 따라서 이를 중등도 코로나 19 환자 (경증이나 무증상은 당연히 치료가 필요없거나 대증 요법 정도) 사용한다는 것은 지금 당장에 급한 연구는 아니지만, 나중에 수급량이 많아지고 가격이 낮아질 때를 생각하면 의미 있는 연구 결과입니다.   렘데시비르 제조사인 길리어드 사이언스의 다아애나 브레이너드 박사 ( Dr. Diana Brainard of Gilead Sciences )는 병원에 입원이 필요했던 중등도 코로나 19 환자 584명을 렘데시비르 5일, 10일 투여 실험군과 위약을 투여한 대조군으로 나눠 임상 경과, 사망 등 중요한 합병증 발생 등에서 차이를 보이는지 조사했습니다. 연구 대상자의 40% 이상은 당뇨 같은 만성 질환이 있었으며 평균 연령은 57세였습니다.   연구 결과 대조군의 2%, 5일 투여군의 2%, 10일 투여군의 1%가 사망했으나 사망자 수가 4명, 3명, 2명 정도로 통계적 차이를 판단하기에는 사망자 수가 적어 결론을 내리기 어려웠습니다. 연구팀은 5일 투여군에서 임상 경과가 다소 호전되는 것을 판단했으나 10일 투여군에서는 통계적 차이를 검증할 수 없었습니다. 결론적으로 말해 중등도 코로나 19 환자에서 렘데시비르 투여는 확실한 임상적 이득이 없었습니다.     5일 투여량만 해도 가격이 3120달러라는 점을 감안할 때 중등도 환자에서 렘데시비르 투여는 설령 공급이 원활하다고 해도 적절한 치료법이 아닌 것으로 판단됩니다. 더구나 지금처럼 공급이 불안해 중증 환자 투여 물량 확보가 아쉬운 상황에서는 말할 것도 없습니다.  이번 연구는 렘데시비르보다 효과가 뛰어나면서 저렴한 차세대 항바이러스 치료제의 필요성을 다시 보여준 것으로 생각됩니다....
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

178Tb/s - 광섬유 통신 신기록 수립

  ( Lidia Galdino, lead researcher on the study. Credit: James Tye / UCL )  현재 가정에 들어오는 초고속 광통신은 10Gb/s 정도가 가장 빠른 편입니다. 그러나 사실 광섬유를 통해서 보낼 수 있는 정보량은 이것보다 훨씬 많습니다. 현재 개발 중인 기술 가운데서는 이미 1Tb/s 이상이 속도를 지닌 것들이 많아 미래에는 테라 인터넷 시대가 가능할 것으로 예상됩니다. 그런 가운데 영국 유니버시티 칼리지 런던 (UCL)의 리디아 갈디노( Lidia Galdino )가 이끄는 연구팀이 178Tb/s라는 신기록을 세웠다는 소식입니다.   광섬유 통신을 위한 주파수는 4.5THz까지 높일 수 있습니다. 최근에 개발된 신기술은 9THz 벽도 돌파했습니다. 그러나 연구팀은 16.8THz라는 새로운 영역에 도달했습니다. 주파수가 높을 수록 더 많은 정보를 전송할 수 있습니다. 하지만 16.8THz의 주파수로도 178Tb/s의 데이터 전송 속도는 사실 불가능합니다. 연구팀은  Geometric Shaping (GS) 방식으로 레이저 신호의 페이즈, 밝기, 편광 수준을 조절해 여러 신호가 서로 간섭 없이 전달되게 만들어 이런 신기록을 수립했습니다.   물론 새로운 기술이 항상 그렇듯이 바로 상용화가 가능한 것은 아닙니다. 특히 광섬유는 장거리 정보 전송이 가능해야 할 뿐 아니라 오류 없이 장시간 작동이 가능해야 합니다. 자꾸 에러가 생기거나 고장난다면 아무리 속도가 빨라도 무용지물입니다. 이 단계를 극복하고 경제성까지 갖춰 실용화 되는 경우는 사실 소수에 지나지 않습니다.   하지만 경쟁적으로 Tb 급 대역폭을 지닌 광통신 기술이 개발되고 있어 테라바이트 급 정보도 순식간에 전송할 수 있는 시대가 올 것은 분명합니다. 과거 전화선을 이용한 56K 모뎀에서 지금의 광섬유 기반 초고속 인터넷이 온 것처럼 속도는 계속 빨라질 수밖에 없기 때문입니다...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

코로나 19 감염 위험성이 큰 동물은?

  ( A new genomic study ranks the potential of the SARS-CoV-2 spike protein to bind to the ACE2 receptor site in 410 vertebrate animals. Old World primates and great apes, which have identical amino acids at the binding site as humans, are predicted to have a very high propensity for binding ACE2 and are likely susceptible to SARS-CoV-2 infection. Credit: Matt Verdolivo/UC Davis )    코로나 19를 일으키는  SARS-CoV-2는 사스 및 메르스와 마찬가지로 박쥐를 자연 숙주로 삼는 베타 코로나바이러스 계통입니다. 따라서 본래 박쥐에 살던 바이러스가 중간 단계를 거쳐 사람으로 넘어온 것으로 추정됩니다. 그런데 이 이야기는 SARS-CoV-2 역시 사람에만 감염되는 것이 아니라 종을 넘어 다른 포유류나 조류, 혹은 척추동물에 감염될 수 있음을 시사합니다. 코로나 바이러스가 침투하는 경로인 ACE2 수용체는 다른 척추동물에서도 볼 수 있기 때문입니다. 다만 SARS-CoV-2와 ACE2 수용체의 결합 수준은 동물마다 큰 차이가 있어 감염 위험도는 모두 다를 수밖에 없습니다.   캘리포니아 대학 데이비스 캠퍼스 (UC Davis)의 조안나 다마스 (Joana Damas)와 그 동료들은 410종의 척추동물에서 ACE2 수용체 유전자를 조사해 코로나 19 감염 위험도를 조사했습니다. 연구팀에 따르면 ACE2 수용체 전체가 아니라 25개의 아미노산 배열이 특히 결합력에 큰 영향을 미쳐 감염 가능성을 결정합니다.   연구 결과 쉽게 예상할 수 있듯이 사람과 가까운 침팬치, 고릴라, 보노보...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기