일본산업뉴스요약

온도차로 발전(發電), 일본 시장 진출
미국 스타트업 기업 Matrix, 우선은 손목시계로

에너지 관련 기술을 개발하는 미국 스타트업 기업 매트릭스가 일본 시장에 진출한다. 매트릭스는 최첨단 반도체 기술을 활용해 열로 전기를 효율적으로 만들어내는 시스템을 개발했다. 그 제 1탄으로 체온으로 충전되어 움직이는 손목시계를 12월에 일본에서 판매한다. 앞으로 공장 등, 보다 큰 규모의 열이 사용되는 장소에서의 응용을 추진해나갈 계획이다.

매트릭스가 개발한 ‘파워 워치(PowerWatch)’는 손목에서 전해지는 체온을 전기로 변환해 시계가 구동하는 시스템이다. 예를 들어, 외부와 1~2도의 온도차가 있을 경우, 15마이크로와트 정도의 발전이 가능하다. 파워 위치에는 시계 기능뿐만 아니라, 칼로리 소비량, 도보 수, 수면의 질 등을 측정하는 센서도 탑재되어 있다. 시계를 벗으면 기능이 정지되고, 다시 장착하면 자동으로 시간이 맞춰지며 작동모드로 들어간다. 3종류의 제품이 구비되어 있으며, 가격은 약 2만엔부터이다.

온도차이를 이용해 발전하는 원리는 ‘제베크(Seebeck) 효과’라고 불린다. 금속 재료의 양 끝에 온도차가 발생하면 재료 내부에서 전기가 발생된다 온도차가 클수록 큰 전기가 만들어지지만, 발전량이 적은 점, 전기의 효율적 변환이 어려운 점 등이 과제였다.

매트릭스는 제베크 효과를 최대한으로 활용하기 위해 특수한 구조를 가진 반도체를 개발. 전기를 만드는 소자의 상부와 하부의 온도차가 유지되기 쉽도록 했다. 기존에는 열 에너지의 3분의 1 정도밖에는 전기로 변환할 수 없었지만, 매트릭스가 개발한 소자는 70% 가까이를 전기로 변환할 수 있다고 한다. 제 2세대 제품에서는 발전 효율을 30% 이상으로 개선, 스마트폰과의 통신 등 새로운 기능을 도입해나갈 계획이다.

2011년에 설립된 매트릭스는 부카이 CEO 등 설립 멤버들은 캘리포니아 공과대학, 메사추세츠 공과대학(MIT)출신 엔지니어들로, 재학 시절부터 제베크 효과 등 에너지 관련 기술 개발을 추진해왔다.

약 1년 전에 크라우드펀딩 사이트, 인디고고(Indiegogo)를 통해 파워 워치 개발을 본격적으로 개시. 이미 165만달러(약 1억 8,500만엔)의 출자금이 모였고, 일본으로부터도 약 1,000명이 출자하고 있다. 부카이 CEO는 “일본은 새로운 기술에 대해 매우 민감하고 우호적이다”라고 말한다.

온도차 발전은 다양한 분야에서의 응용이 기대되고 있다. 예를 들어, 공장 등으로부터 배출되는 열을 통해 발전할 경우, 공장 가동을 관리하는 시스템에서 사용되는 센서 등의 전원에 사용할 수 있다. 자동차의 배기 가스 열을 이용한다면, 하이브리드차(HV) 등의 충전에도 활용될 가능성이 있다. 체온을 이용하는 케이스로는 보청기 전원 등, 소형에 사용이 편리한 제품 개발로 이어질 수 있다고 한다.

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