인류는 불이라는 에너지를 사용하게 되면서 도구를 사용하게 되었고, 고대 그리스 시대 이후 과학이 등장하고 산업혁명 이후로 정보화 시대에 도래하게 되면서 에너지는 가장 근본적인 욕구의 수단으로 자리잡았다. 저탄소·탄소제로와 AI의 동시연구에 한창인 요즘, 이에 비견될 비회전식 발전기술이 화제다. 폐기물과 공해 없이 안전한 발전기, 회전체 대신 반도체신호로 높은 에너지효율과 범용성을 자랑하는 ‘AI스마트전자발전기’는 저온공학처럼 미래 인류의 삶을 다채롭게 만들 것으로 예상된다. 다양한 파생기술을 보유하고 글로벌 기술이전을 준비하는 ㈜에스이엠피연구소 최우희 대표가 개발한 신개념 발전기술의 장점을 좀 더 소개한다.
세계 최초 AI스마트전자발전기, 환경오염과 폐기물 없이 극강의 효율성
현 시대까지 유지된 회전식동기발전기가 이제는 새로운 패러다임의 비회전식 전자 발전기로 바뀔 전망이다. 기술 상용화를 앞둔 AI스마트전자발전기를 개발한 ㈜에스이엠피연구소(이하 SEMP)의 최우희 대표는 선행연구로 동기식-관성-플라이휠-모터발전기를 각각 수행한 뒤 2017년 경 비회전식발전기 아이디어를 본격 실행하기 시작한다. 테스트실험에서 괄목할 평가를 얻은 2018년 법인을 설립한 최 대표는 상용화목적의 기술연구로, “회전 없이 회전효과를 내는 발전기”를 선보였다고 한다. 이 기술은 IoT처럼 연계된 발전분야와 융합하기 쉬우며, 발전용량조절설계가 편리한 스마트전자발전기로서 전원만 있으면 화석연료 없이 비회전 발전이 가능한 원리이다. 또한, 맞춤형 설계를 통해 산업 곳곳에 접목시킬 수 있으며, 데이터 서버를 구축하여 사물인터넷을 산업에 적용시키는 이 기술은 세계최초 과학분야의 새로운 이론에 의한 성공이라는 가치가 있다.
최 대표는 “자석의 N/S극 신호를 통해, 원하는 전력을 자기장의 신호와 방향에 따라 생산할 수 있다. 모터 없는 이 발전기가 반도체 기술과의 접목에 따라 활용도가 높아지면서, 에너지절약과 저탄소 전략에도 맞는 유익한 기술이 되었다”고 한다. 특히 낮에 집을 비우고 밤에 주로 사용하는 IoT와의 접목을 비롯해 다양한 파생기술로도 발전시킬 수 있어 유익하며, 현재 상용화 직전인 이 주요 원천기술은 AI스마트전자발전기 관련특허만 특허 60종, EU포함 국제특허는 40개국 이상 출원하였다.
비회전식 전자발전기 기술력에서 파생되는 스마트/원격/AI스마트전자발전기
AI스마트전자발전기의 바탕인 비회전식 전자발전기는 “중앙전력과 먼 한국 가정은 재해나 사고에 금방 전력이 끊기고 사람이 다칠 가능성이 크다. 그러니 안전하며 간편하고, 보다 효율적인 발전기가 필요하다”는 최 대표의 아이디어로 탄생했다. 그는 AI스마트전자발전기의 회전식 신호가 전자식 신호로 변경되면서, 위험성이 줄어든다는 점에 주목한다. 자기장을 이용한 전력생성과 자력을 이용한 반발력 원리로 모터 없는 컴프레셔, 바퀴 없이 공중에 뜨는 자동차 등 많은 파생기술을 가진 이 기술은 회전체가 없이 AI반도체신호가 변화를 주는 자기장 생성에 의해 유도기전력이 생성되며, 에너지효율성은 최대 1,769%까지 인증받았으며, 연료사용과 진동 없이 스위칭만으로 구동되어 편리함까지 갖췄다. 최 대표는 “처음에는 작은 손톱만한 크기의 발전기를 제작하였으나 효율이 좋지 않았고, 패러데이 법칙과 맥스웰 방정식에서 분모를 줄여 값을 극대화 시킬 수 있도록 시간의 변화량을 줄여 자력을 극대화 시키는 구조로 설계했고, 이후 편승기술과 자기장의 커플링원리를 이용해 효율을 높인 것이다.”라고 설명하며, 이 발전기에 적용된 모든 전기/전자/기계/구조/재료/ai기술에 대해 논문으로 발표할 것이라고 전한다.
초소형 가정용에서 대용량 전기차, 항공기까지 전력공급의 새 패러다임
이처럼 체계적인 이론을 갖추고 세계 최초의 상용화기술 개발 후, 한국전력연구원 스마트전자발전기 효율검증, KOLAS 국제인정기관 KES 효율시험성적서 발급을 받으며 글로벌 시장 진출을 준비한 SEMP가 주력하는 것이 바로 전 세계 기술이전이다. 이 기술 원리를 이해하고 제작할 수 있는 모든 국가와 파트너십을 맺어 세계로 널리 퍼지길 바라기에, 그는 중동지역의 아부다비와 파트너십을 맺고, 그 외 사우디 두바이, 그리스, 말레이지아와 접촉 중이다. 또한 “지금까지는 스마트와 IoT, 이를 딥러닝하는 AI만 중요하다 여겼겠지만, 꽃과 열매에는 물과 햇빛이 필요하듯 후자에 해당하는 기술이 바로 비회전식 발전기인 셈이다. 게다가 화석연료도 회전도 필요 없어 수출의 걸림돌인 분진, 탄소, 공해배출이 없으니 ‘꿈의 발전기’라 할 만하고, 이제 꿈을 현실로 옮기는 과정만 남았다”는 최 대표의 기술로는 가정집에 설치하거나 자동차에 탑재할 경우, 시동배터리만으로 알아서 발전기능을 하며 생성된 에너지 효율까지 좋아진다. 더욱이 AI로 교체주기와 수명을 사용자 맞춤 데이터 값으로 알림 받아 교체할 수 있게 되면, 배터리와 엔진오일을 주행거리와 감으로 교체하던 시대는 막을 내릴 것이다. 그는 향후 전자기기와 컴퓨터 백업에 필요한 초소형 내부발전기, 출력이 적은 대신 충전할 필요가 없는 보조배터리 사이즈 제품을 프로토타입으로 만들었으며, 앞으로는 이 기술이 전자제품과 드론, 로봇에서 항공기까지 모든 제품에 쓰일 것으로 예상한다.
현재 파생기술 70여개 보유, 파트너십 시작해 연구재단 설립이 목표
지난 8월 7일부터 10일까지 <탄소제로의 미래 실현하는 AI스마트전자발전기>를 주제로 개최된 국제기술시연회에서 ‘시민들이 직접 참여하는 AI스마트전자발전기’, 그리고 ‘AI스마트전자발전기에 대한 기술설명 및 활용 어플리케이션, 전 세계 기술구축 기회’ 설명을 각각 진행한 최 대표는 <2019 아부다비 세계에너지정상회의> 전시회에서도 시연한 기술에 해외 각국의 문의가 이어진다고 전한다. 그리고 2017년 비회전발전기술을 만들고, 2018년 용량맞춤 스마트전자발전기에 이어 입출력 효율제어 단계를 지나 AI스마트전자발전기 프로토타입까지 만들어 낸 최 대표는, 파생기술 시안을 총 70개나 만들어 두었다고 한다. 그래서 모빌리티, 스마트 웨어러블, 메타버스 등에 활용될 콤팩트 사이즈로도 개발할 수 있다고 한다. 그는 앞으로 연구소의 기술을 바탕으로 충분히 생산가능한 공장과 제조시설을 갖춘 분야별 제조법인과 회사와의 파트너십으로 발전기제작기술을 널리 전파할 예정이다. 또한 최 대표는 “눈앞의 목표는 이처럼 해외기술이전 및 상용화, 파트너십 체결이기에 기술원리를 조금 오픈시킨 것이다. 국내에서도 다양한 에너지공급원 실험으로 이 기술을 대중화시키고 싶다”고 전하며, 마지막으로 “언젠가는 SEMP의 기술수익을 이용해 ‘노벨 재단’ 같은 공익목적 연구재단을 설립하고 싶다. 다양한 파생기술과 관련기술을 꾸준히 연구해, 에너지 분야 신기술 인큐베이팅과 상용화에 기여하는 그룹을 만들어, 인류 에너지문제를 해결할 기술연구소를 운영하고자 한다”는 큰 포부를 남겼다.
