Over the past few decades, concerns over the development of alternative energy sources have been increasing due to problems such as depletion of fossil fuels and environmental pollution. Among various types of environmentally friendly energy sources, mechanical energy can be easily obtained from anywhere in our common life. Therefore, various kinds of energy harvesting devices for efficiently converting such mechanical energy into electric energy are being studied. Among them, a piezoelectric energy harvesting device is the device which has the simplest working principle in which electricity is obtained by momentary change of internal polarization when pressure is applied to the material. The output performances of the devices highly depend on the piezoelectric coefficient of the materials and the orientation (alignment) of the materials relative to the direction of the external pressure. In this study, we have developed a piezoelectric energy harvesting device with improved output characteristics by synthesizing lead-free piezoelectric materials with high piezoelectric coefficients.
지난 수십년 간 화석연료의 고갈과 환경오염 등의 문제들로 인하여 새로운 대체에너지 개발에 대한 관심 점차 높아지고 있다. 다양한 종류의 친환경 에너지원 가운데 기계적 에너지는 어디에서나 손쉽게 얻을 수 있다는 장점이 있으며, 따라서 이러한 기계적 에너지를 전기에너지의 형태로 효율적으로 변환하기 위한 다양한 종류의 에너지 수확(하베스팅) 소자들이 연구되고 있다. 그 중 압전 에너지 하베스팅 소자는 재료에 압력이 가해졌을 때 내부 분극의 순간적인 변화에 의하여 전기가 얻어지는 가장 간단한 작동원리를 가지는 소자로써 재료의 압전 계수와 외부압력에 대한 재료의 배향 형태 등에 따라서 소자의 특성이 좌우된다. 본 연구에서는 높은 압전 계수를 가지는 비연계 압전 재료를 합성하고 이를 기반으로 향상된 출력 특성을 가지는 압전에너지 하베스팅 소자에 대한 연구를 진행하였다.
