KR20170032756A

KR20170032756A - 기포를 이용한 전기발생장치 및 이를 이용한 조명 시스템

Info

Publication number: KR20170032756A
Application number: KR1020150130552A
Authority: KR
Inventors: 송장근
Original assignee: 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2017-03-23
Also published as: KR101737523B1

Abstract

본 발명은 전기발생장치는 별도의 회전자나 발전기 없이도 기포가 포함된 물을 이용하여 손쉽게 전기를 발생시킬 수 있는 전기발생장치에 관한 것으로, 본 발명의 전기발생장치는 기포를 포함하는 액체를 수용하는 용기 내부에 배치되는 제1 기판; 상기 제1 기판 일면에 위치하며, 상기 기포와 접하는 제1 전극 및 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 제2 전극을 덮도록 형성된 소수성 막을 포함한다.

Description

기포를 이용한 전기발생장치 및 이를 이용한 조명 시스템{Electric generation device using air bubble and and illuminator using of the same}

본 발명은 액체에 포함된 기포를 이용하여 전기 에너지를 획득할 수 있도록 한 전기발생장치에 관한 것이다.

기존에는 전기를 발생시키기 위해 발전기와 같은 큰 부피를 가지는 장치가 필요하였고 이를 화장실 등에 설치하는 것이 일반적으로 불가능하여 실제로는 대부분 외부의 전원을 이용하여 조명등에 이용하였다. 이 경우 전원 사용이 어려운 야외 공원이나 운동장 등에 설치되어 있는 수도꼭지에는 조명이 없는 경우가 많았다.

에너지 하베스팅(Energy harvesting)은 주변에서 버려지는 에너지를 수확(harvest)하여 사용할 수 있는 전기에너지로 변환하고 이용하는 것을 뜻한다. 우리 주변은 열, 진동, 빛, 전파 등 다양한 형태의 에너지로 차 있다. 그 에너지의 대부분은 희박한 상태로 존재하고 있어 유효하게 활용되지 못하고 있다. 그러한 미이용 에너지를 수확해 전력이라는 사용하기 쉬운 형태로 변환해 활용하기 위한 기술이 에너지 하베스팅이다.

마찰전기(triboelectric)를 이용한 에너지 하베스팅 기술은 많은 연구원들의 관심을 끌고 있다. 즉, 서로 다른 재료를 마찰하는 경우에 고체와 액체의 경계에서의 상호 간섭에 의해 정전 효과와 분극 현상이 발생하고, 전극에서 전위차가 생겨 전기 에너지를 생산할 수 있다.

최근에 물방울에 의한 마찰전기를 이용한 에너지 하베스팅 기술이 학계에 보고된 적이 있다. 이는 예를 들어 비가 올 때 창문에 흘러내리는 물방울을 이용하여 전기를 발생시킬 수 있는 장치이다. 그러나 물방울을 이용한 에너지 하베스팅 기술은 전기 발생량이 날씨에 의존되는 단점이 있다.

한국특허공개공보 10-2011-0064750 (2011년06월15일 공개)

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 회전자나 발전기 없이 초소형으로 전기를 발생시키는 장치를 통해 전기를 발생시켜 외부 전원이 필요없는 친환경적인 건축물 설치나 인테리어가 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명은 날씨와 무관하게 전기를 발생시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 전기발생장치는 기포를 포함하는 액체를 수용하는 용기 내부에 배치되는 제1 기판;상기 제1 기판 일면에 위치하며, 상기 기포와 접하는 제1 전극 및 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 제2 전극을 덮도록 형성된 소수성 막을 포함할 수 있다.

또한, 상기 전기발생장치는 상기 제1 기판 타면에 위치하며, 상기 기포와 접하는 제3 전극 및 제4 전극; 및 상기 제4 전극 및 제4 전극을 덮도록 형성된 소수성 막을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 전극 및 제2 전극은 상기 액체의 흐름에 수직인 방향으로 길게 형성된 스트라이프 형상일 수 있다.

또한, 상기 제1 전극과 제2 전극의 폭은 1 내지 10mm일 수 있다.

또한, 상기 전기발생장치는 상기 용기 내부에 배치되는 제2 기판; 상기 제2 기판 일면에 위치하며, 상기 기포와 접하는 제5 전극 및 제6 전극; 및 상기 제5 전극 및 제6 전극을 덮도록 형성된 소수성 막을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 소수성 막은 테플론 레이어 또는 SAM 레이어일 수 있다.

또한, 상기 전기발생장치는 상기 소수성 막 하부에 절연막을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 소수성 막은 테플론 레이어 또는 SAM 레이어이며, 상기 절연막은 SiNx 막 또는 SiOx 막일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전기발생장치는 액체가 흐르는 유동관; 기포를 생성하여 상기 유동관 내부로 전달하는 기포 발생부; 상기 유동관 내부에 배치되는 제1 기판, 상기 제1 기판 일면에 위치하며, 상기 기포와 접하는 제1 전극 및 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 제2 전극을 덮도록 형성된 소수성 막을 포함할 수 있다.

또한, 상기 기포 발생부는 상기 액체가 새어나오지 않도록 역류를 방지하는 역류방지부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 전기발생장치는 상기 유동관 내부에서 상기 제1 기판과 소정 간격을 두고 배치되는 제2 기판; 상기 제2 기판 일면에 위치하며, 상기 기포와 접하는 제5 전극 및 제6 전극; 및 상기 제5 전극 및 제6 전극을 덮도록 형성된 소수성 막을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 전극 및 제2 전극은 상기 액체의 흐름에 수직인 방향으로 길게 형성된 스트라이프 형상이며, 상기 스트라이프의 폭은 1~10mm일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 에너지 하베스팅 시스템은 물이 흐르는 유동관; 기포를 생성하여 상기 유동관 내부로 전달하는 기포 발생부; 상기 유동관 내부에 배치되고, 상기 기포와 마찰되어 전기를 생성하는 전기발생장치; 상기 전기발생장치와 연결되고, 상기 전기발생장치에서 생성된 전기를 전달받아 저장하는 에너지 저장부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 조명 시스템은 물이 흐르는 유동관; 기포를 생성하여 상기 유동관 내부로 전달하는 기포 발생부; 상기 유동관 내부에 배치되고, 상기 기포와 마찰되어 전기를 생성하는 전기발생장치; 상기 전기발생장치와 연결되고, 상기 전기발생장치에서 생성된 전기를 전달받아 저장하는 에너지 저장부; 상기 에너지 저장부와 연결되고, 상기 에너지 저장부에 저장된 전기를 이용하여 조명될 수 있는 조명등 또는 표시등을 포함할 수 있다.

또한, 상기 조명 시스템은 사람의 움직임 또는 외부 조도를 감지하는 감지센서를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 전기발생장치는 별도의 회전자나 발전기 없이도 기포가 포함된 물을 이용하여 손쉽게 전기를 발생시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 전기발생장치는 날씨에 구애받지 않고도 전기를 발생시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 물방울 또는 공기방울과 같은 유체의 흐름을 이용하여 마찰전기가 발생되는 것을 설명하기 위한 전기발생장치의 구조이다.
도 2는 기존에 공개된 물방울을 이용한 전기발생장치이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기발생장치이다.
도 4은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기발생장치이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기발생장치에서 기포가 전극면을 따라 마찰되는 경우에 전기가 발생되는 현상을 실험적으로 확인한 결과이다
도 6은 수조에 포함된 물의 이온농도 또는 pH에 따라 발생되는 전압의 세기를 나타낸 그래프이다.
도 7은 스트라이프 형태의 전극을 포함하는 전기발생장치이다.
도 8은 물이 흐르는 유동관에 배치된 전기발생장치이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기발생장치이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기발생장치이다.
도 11은 본 발명의 전기발생장치를 이용한 조명 시스템이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 물방울 또는 기포와 같은 유체의 흐름을 이용하여 마찰전기(정전기)가 발생되는 것을 설명하기 위한 전기발생장치의 구조이다. 기판(10)에 적어도 두 개의 분리된 전극(21, 22)을 배치하고, 전극 상부에 절연막과 소수성 막을 형성한다. 이때 소수성 막(30)이 절연막 기능을 대체할 수 있으므로, 절연막을 생략하고 소수성 막(30)으로만 형성할 수 있다.

도 2는 기존에 공개된 전기발생장치로 두 개의 나란한 전극(21, 22)이 형성된 곳에 물방울을 떨어뜨리고 유리(10)를 따라 흐르게 하면 두 전극 사이에 전압이 발생한다. 이는 물방울과 소수성 막이 접촉될 때 정전기가 발생하기 때문이다. 이는 소수성 막과 접촉된 물 표면 쪽에 주로 양이온들이 몰리고 이 때문에 전극에 일정 전압이 형성되는 일종의 마찰전기(정전기)가 형성되기 때문이다.

도 3과 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 전기발생장치를 도시한 것이다. 본 발명의 전기발생장치는 제1 기판(11), 제1 전극(21), 제2 전극(22), 소수성 막(30)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1 기판(11)은 기포(200)를 포함하는 액체를 수용하는 용기(40) 내부에 배치된다. 즉, 본 발명의 제1 기판(11)은 기포(200)가 포함된 액체에 담궈, 기포(200)가 제1 기판(11)을 따라 올라오도록 할 수 있다. 여기서, 제1 기판(11)은 유리로 만들어질 수 있다.

본 발명의 용기(40)라 함은 액체를 수용할 수 있는 것으로, 예컨대 일정량의 물을 담을 수 있는 수조, 또는 액체가 흐를 수 있는 유동관(예컨대, 수도관)을 포함할 수 있다.

본 발명의 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 제1 기판(11)의 일면에 배치하여 기포(200)에 접하도록 배치되고 소수성 막(30)은 상기 제1 전극(21)과 제2 전극(22)을 덮도록 배치된다. 이 경우, 기포(200)가 소수성 막(30)을 따라 움직이면서 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 전기가 발생한다. 기포(200)가 움지일 때에는 물방울(100)이 움직이는 것과는 반대의 현상이 일어난다. 물과 기판 접촉면의 양이온들을 기포(200)가 밀어내면서 반대의 마찰전기(정전기)를 일으키기 때문이다.

물방울(100)이 위에서 아래로 움직이는 반면에 기포(200)는 반대로 아래에서 위로 움직인다. 그러나 전압의 발생 방향은 물방울(100)과 동일하다. 이는 반도체에서 전자의 움직임과 정공의 움직임이 서로 반대의 극성을 가지는 전하로 표시되는 것에 대응되는 원리이다. 따라서, 물방울(100)과 반대로 움직이는 기포(200)는 물방울(100)과 반대 극성의 전압을 발생하여 결과적으로는 물방울(100)에 의한 발생 전압과 방향이 동일하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기발생장치는 액체(예컨대, 물)로 차 있는 수조 또는 액체가 흐르는 유동관 속에서 사용 가능하며, 날씨와 무관하게 전기가 발생될 수 있는 장점이 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기발생장치에서 기포(200)가 전극 면을 따라 올라오는 경우에 전기가 발생되는 현상을 실험적으로 확인한 결과이다. 기포(200)가 규칙적으로 발생되는 경우에 규칙적으로 전압이 발생되는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 발생된 전기는 배터리에 연결시켜 전기를 충전하거나, 전기장치(예컨대, 야외 수도꼭지용 조명등)와 연결시켜 전기를 사용할 수 있도록 할 수 있다.

도 6은 수조에 포함된 물의 이온농도 또는 pH에 따라 발생되는 전압의 세기를 나타낸 그래프이다. 도 6을 참조하면 pH 5 또는 pH9 근처에서 가장 큰 전기가 발생하나, pH 7에서도 일정 수준의 전기가 발생되는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기발생장치는 일반적인 수도관에서도 사용가능한 것을 알 수 있다.

도 7은 기포의 움직임에 의한 전기 발생을 극대화하기 위하여 다수의 스트라이프(stripe) 형태의 전극(21~26)을 포함하는 전기발생장치를 나타낸 것이다. 본 발명의 스트라이프 형태의 전극(21~26)은 액체의 흐름에 수직인 방향으로 길게 형성될 수 있다.

여기서 스트라이프 형태의 전극(21~26)의 폭은 평균 기포의 크기와 유사한 정도가 적합하다. 기포의 크기는 균일하지 않지만 평균적으로 대략 1mm~10mm의 직경(지름)을 가지므로 전극 폭 역시 1mm~10mm일 수 있다. 각 전극에서 발생되는 전압은 이웃 전극간의 전압차를 수확할 수 있는 일정한 회로를 통하여 수집된다.

도 8은 물이 흐르는 유동관(41)에 본 발명의 전기발생장치를 배치한 것을 도시한 것이다. 물이 흐르는 유동관(41)에 기포 발생부(50)를 설치할 수 있다. 유동관(41)에 물이 흐르는 경우에 유동관(41) 내부의 압력이 낮아지므로, 유동관(41)에 작은 구멍을 뚫어주는 것만으로 공기가 유동관(41) 내부로 들어가고, 유동관(41) 내부에 기포(200)가 발생될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기포 발생부(50)는 물이 역류하지 않을 정도로 작게 형성되거나, 기포 발생부(50)에 삽입되어 물의 역류를 방지할 수 있는 역류 방지부재(51)를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 물이 흐르는 수도관(41)에 본 발명의 전기발생장치를 배치하고, 수도꼭지의 일면에 물이 역류되지 않을 정도의 작은 구멍을 뚫거나, 구멍 사이에 삽입될 수 있는 역류 방지부재(51)를 삽입하여, 물이 역류하지 않으면서 공기가 수도관(41) 안으로 들어가도록 할 수 있다.

도 8과 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기발생장치는 전기 발생 효율을 증가시키기 위해, 유동관(41) 내부에 복수개의 기판(11~15)을 층구조로 배치할 수 있다. 예컨대, 제1 기판(11)과 제2 기판(12) 모두 기포(200)를 포함하는 액체가 흐르는 유동관(41) 내에 배치될 수 있다. 이때, 제1 기판(11)과 제2 기판(12)의 일면에는 각각 기포(200)와 접하는 복수개의 전극(21~28) 및 이 전극(21~28)을 덮는 소수성 막(31, 32)을 포함할 수 있다.

유동관(41)에 기포(200)가 형성되면, 기포(200)가 흘러가는 쪽으로 층 구조의 기판(11, 12)을 배치하여, 기포(200)가 빠져나가면서 기판 면을 스쳐 지나가도록 한다. 이 때, 제2 기판(12)의 하부과 제1 기판의 소수성 막 상부(31) 사이의 간격은 기포(200)의 크기보다 조금 작은 것이 바람직하며, 이 간격은 0.5~5mm일 수 있다.

도 1O을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기발생장치는, 전기 발생 효율을 증가시키기 위해, 기판(11)의 양면에 각각 복수개의 전극(21~24)을 배치하는 구조일 수 있다. 즉, 기판(11)의 일면에 복수개의 전극(21~24)을 배치한 후 소수성 막(31)으로 덮고, 타면에 복수개의 전극(25~28)을 배치한 후 소수성 막(32)으로 덮어, 기포(200)가 포함된 물이 흐르는 유동관(41) 내부에 배치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 소수성 막은 테플론 레이어 또는 SAM(Self Assembled Monolayer) 레이어의 단일구조이거나, 소수성 막 하부에 절연막이 삽입된 이중구조일 수 있다. 여기서, 절연막은 SiNx 막 또는 SiOx 막일 수 있다.

본 발명은 에너지 하베스팅 시스템을 포함할 수 있다. 본 발명의 에너지 하베스팅 시스템은 물이 흐르는 유동관(41); 기포(200)를 생성하여 상기 유동관41) 내부로 전달하는 기포 발생부(50); 상기 유동관 41)내부에 배치되고, 상기 기포(200)와 마찰되어 전기를 생성하는 전기발생장치; 상기 전기발생장치와 연결되고, 상기 전기발생장치에서 생성된 전기를 전달받아 저장하는 에너지 저장부를 포함할 수 있다. 본 발명의 에너지 하베스팅 시스템에 포함되는 전기발생장치는 도 3, 도 4, 도 9 내지 도 10에서 설명한 전기발생장치와 동일하며, 자세한 설명은 생략한다, 또한, 에너지 저장부는 바람직하게 배터리일 수 있다.

도 11은 본 발명의 전기발생장치를 이용한 조명 시스템을 도시한 것이다. 본 발명의 조명 시스템은 물이 흐르는 수도관(301), 기포를 발생시켜 상기 수도관 (301) 내부로 전달하는 기포 발생부(50), 상기 수도관(301) 내부에 배치되며, 상기 기포(200)와 마찰되어 전기를 발생시키는 전기발생장치, 상기 전기발생장치와 연결되고 전기발생장치에서 발생된 전기를 저장하는 배터리(600), 배터리(600)와 연결되고, 배터리(600)에 저장된 전기를 이용하는 조명등(400) 또는 표시등(미도시)과 주변 환경을 감지하는 감지센서(500)을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 조명등(400)은 야외에 배치된 수도꼭지(300)를 비추는 것으로, 가로등의 형태로 구비될 수 있다. 또한 표시등(미도시)은 수도꼭지(300) 근처에 배치되거나, 수도꼭지(300) 상부에 배치되어 수도꼭지의(300) 위치를 표시하도록 할 수 있다. 이러한 표시등(미도시) 또는 조명등(400)은 배터리(600)와 연결되고, 배터리(600)에 저장된 에너지를 이용할 수 있다.

본 발명의 감지센서(500)는 움직임 감지센서 또는 조도 센서일 수 있다. 움직임 감지 센서는 사람의 움직임을 감지하여, 사람이 수도에 가까이 오는 경우에만 표시등 또는 조명등(400)이 켜지도록 할 수 있다. 또한, 조도 센서는 미리 설정된 밝기보다 어두운 경우에만 조명등(400) 또는 표시등(미도시)이 켜지도록 할 수 있다.

본 발명의 조명 시스템에 포함된 전기발생장치 및 기포 발생부는 도 3, 도 4, 도 9 내지 도 10에서 설명한 전기발생장치 및 기포 발생부와 동일하며, 자세한 설명은 생략한다.

이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

기포를 포함하는 액체를 수용하는 용기 내부에 배치되는 제1 기판;
상기 제1 기판 일면에 위치하며, 상기 기포와 접하는 제1 전극 및 제2 전극; 및
상기 제1 전극 및 제2 전극을 덮도록 형성된 소수성 막을 포함하는 전기발생장치.
제1항에 있어서, 상기 전기발생장치는
상기 제1 기판 타면에 위치하며, 상기 기포와 접하는 제3 전극 및 제4 전극; 및
상기 제4 전극 및 제4 전극을 덮도록 형성된 소수성 막을 더 포함하는 전기발생장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 전극 및 제2 전극은 상기 액체의 흐름에 수직인 방향으로 길게 형성된 스트라이프 형상인 것을 특징으로 하는 전기발생장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 전극과 제2 전극의 폭은 1 내지 10mm인 것을 특징으로 하는 전기발생장치.
제1항에 있어서, 상기 전기발생장치는
상기 용기 내부에 배치되는 제2 기판;
상기 제2 기판 일면에 위치하며, 상기 기포와 접하는 제5 전극 및 제6 전극; 및
상기 제5 전극 및 제6 전극을 덮도록 형성된 소수성 막을 더 포함하는 전기발생장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소수성 막은 테플론 레이어 또는 SAM 레이어인 것을 특징으로 하는 전기발생장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기발생장치는
상기 소수성 막 하부에 절연막을 더 포함하는 전기발생장치.
제7항에 있어서, 상기 소수성 막은 테플론 레이어 또는 SAM 레이어이며, 상기 절연막은 SiNx 막 또는 SiOx 막인 것을 특징으로 하는 전기발생장치.
액체가 흐르는 유동관;
기포를 생성하여 상기 유동관 내부로 전달하는 기포 발생부;
상기 유동관 내부에 배치되는 제1 기판, 상기 제1 기판 일면에 위치하며, 상기 기포와 접하는 제1 전극 및 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 제2 전극을 덮도록 형성된 소수성 막을 포함하는 전기발생장치.
제9항에 있어서, 상기 기포 발생부는 상기 액체가 새어나오지 않도록 역류를 방지하는 역류방지부재를 포함하는 전기발생장치.
제9항에 있어서, 상기 전기발생장치는
상기 유동관 내부에서 상기 제1 기판과 소정 간격을 두고 배치되는 제2 기판; 상기 제2 기판 일면에 위치하며, 상기 기포와 접하는 제5 전극 및 제6 전극; 및 상기 제5 전극 및 제6 전극을 덮도록 형성된 소수성 막을 더 포함하는 전기발생장치.
제9항에 있어서, 상기 제1 전극 및 제2 전극은 상기 액체의 흐름에 수직인 방향으로 길게 형성된 스트라이프 형상이며, 상기 스트라이프의 폭은 1~10mm인 것을 특징으로 하는 전기발생장치.
제9항에 있어서, 상기 전기발생장치는
상기 제1 기판 타면에 위치하며, 상기 기포와 접하는 제3 전극 및 제4 전극; 및
상기 제4 전극 및 제4 전극을 덮도록 형성된 소수성 막을 더 포함하는 전기발생장치.
물이 흐르는 유동관;
기포를 생성하여 상기 유동관 내부로 전달하는 기포 발생부;
상기 유동관 내부에 배치되고, 상기 기포와 마찰되어 전기를 생성하는 전기발생장치;
상기 전기발생장치와 연결되고, 상기 전기발생장치에서 생성된 전기를 전달받아 저장하는 에너지 저장부를 포함하는 에너지 하베스팅 시스템.
물이 흐르는 유동관;
기포를 생성하여 상기 유동관 내부로 전달하는 기포 발생부;
상기 유동관 내부에 배치되고, 상기 기포와 마찰되어 전기를 생성하는 전기발생장치;
상기 전기발생장치와 연결되고, 상기 전기발생장치에서 생성된 전기를 전달받아 저장하는 에너지 저장부;
상기 에너지 저장부와 연결되고, 상기 에너지 저장부에 저장된 전기를 이용하여 조명될 수 있는 조명등 또는 표시등을 포함하는 조명 시스템.
제15항에 있어서, 상기 조명 시스템은
사람의 움직임 또는 외부 조도를 감지하는 감지센서를 더 포함하는 조명 시스템.