사물인터넷(Internet of Things, IoT) 시대에 센서와 소형 전자기기의 광범위한 사용이 확산됨에 따라, 마찰대전 나노발전기(triboelectric nanogenerators, TENGs)는 높은 효율, 다양한 재료와의 호환성, 낮은 비용을 바탕으로 지속 가능하고 재생 가능한 에너지원으로 부상하였다. 그러나 기존의 TENG는 전류 출력이 낮고, 향상된 전류 출력을 연속적으로 생성하기 위해 큰 기계적 입력이 필요하다. 본 연구에서는 증기(흡기) 구동 수직 플러터 TENG(inhalation‐driven vertical flutter TENG, IVF‐TENG)로서 증폭된 전류 출력을 갖는 장치를 개발하였다. IVF‐TENG는 흡기 동안 두 가지 유형의 기계적 거동을 동시에 나타내며, 고주파 연속 전기 전압과 폐회로 전류(closed-circuit current, I_CC) 출력을 각각 17 V와 1.84 μA로 생성한다. 또한 매 흡기 주기의 시작과 끝에서 정전기 방전 전압과 I_CC 출력이 각각 456 V와 288 mA로 나타난다. 사용자 위치를 표시하는 조명으로서, IVF‐TENG는 매 흡기마다 직렬로 130개의 LED와 병렬로 140개의 LED를 구동할 수 있다. IVF‐TENG는 커패시터 660 μF를 몇 초의 방전 과정으로 충전하여, 상용 Bluetooth 추적기를 구동하고 Bluetooth 신호를 스마트폰으로 무선 전송할 수 있다. 더 나아가 IVF‐TENG는 출력 파형을 통해 사용자의 호흡 상태 또는 화학전 작용제(GB, DMMP 등)의 존재를 감지할 수 있다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.