미시간 대학교는 로보틱스에 통합할 수 있고 현재 사용되는 에너지보다 최대 72배 많은 에너지를 사용할 수 있게 해주는 생체모방형 아연 배터리를 개발해왔다. 이는 결과적으로 현재 소형 로보틱스의 발전을 제한하고 있는 에너지 가용 용량과 배터리 크기를 늘리는 데 도움이 될 것이다.

 

“동물의 체내에서 생물학적 지방 비축분이 에너지를 저장하는 것처럼, 새로운 충전식 아연 배터리는 로봇의 구조 속에 통합되어 훨씬 더 많은 에너지를 제공한다는 것을 미시간 대학교가 이끄는 팀이 보여주었다,”라고 Science Daily는 보도했다.

 

이 새로운 배터리들은 저장 용량을 늘려주기 때문에, 크기 요구 사항이 줄어들더라도 현재 사용되는 배터리들이 가진 한계를 가지지 않는다. 이는 크기와 무게 양쪽 모두에서 더 작은 로보틱스 응용을 가능하게 할 것이다. 이 아연 배터리는 탄소 기반 나노섬유와 수성 폴리머 젤로 만들어진 전해질막을 통해 에너지를 저장하고 전달함으로써 작동한다.

 

연구를 이끈 조지프 B. 및 플로렌스 V. 체이카 공학 교수인 니콜라스 코토프는 “로봇 설계는 흔히 로봇 내부의 사용 가능한 공간 중 20% 이상을 차지하거나 로봇 무게에서 비슷한 비율을 차지하는 배터리에 대한 필요성 때문에 제약을 받는다”라고 말했다.

 

아연 배터리는 현재로서는 리튬 이온 배터리만큼의 수명 주기를 가지고 있지 않지만, 상대적으로 저렴한 비용과 재활용의 용이성 덕분에 손쉽게 교체할 수 있다. 코토프는 이 새로운 “설계가 U-M에서 개발된 그래프 이론적 접근 방식을 활용해 단일 배터리에서 분산형 에너지 저장 방식으로의 전환을 가능하게 할 수 있다”라고 설명했다. 그는 향상된 용량이 분산형 에너지 저장을 가능하게 할 것이라고 덧붙였다.

 

이 연구에 참여한 박사과정 학생 아흐메트 엠레는 The Independent와의 인터뷰에서 다음과 같이 말했다: “충전을 저장하는 동시에 로봇의 장기를 보호하는 이중 역할을 할 수 있는 배터리는, 살아있는 생물체에서 에너지를 저장하는 데 사용되는 지방 조직의 다기능성을 재현한 것입니다.”

 

이 연구는 국방부, 국립과학재단, 공군과학연구실의 지원을 받았으며, 배터리 시험은 미시간 대학교 에너지 연구소에서 진행되었다.

 

Science Robotics는 이 연구에 관한 논문을 발표했으며, 제목은 "Biomorphic structural batteries for robotics"였다.