최신 가전 및 개인용 스마트 용품 디자인은 전자용품 폐기물 감축과 소비자 편의를 이유로 들어 소비자 전자제품의 전원공급과 데이터전송을 한 케이블로 통합하는 트렌드가 단연 대세다.

EU 집행위는 올 2022년 6월, 시중의 다양한 제조업체・기종・운영체제를 가로지르는 이동전화기, 태블릿, 카메라 포함 모든 개인용 이동통신 장비의 충전 단자를 USB-C 타입으로 단일화할 것을 의무화한다는 법안을 공식 통과시켰다. 오는 2024년 가을까지 EU 시장에서 출시될 모든 이동통신 장비는 USB-C 단자를 표준으로 장착해야만 판매가 허용됨을 의미한다.

이 같은 EU의 친환경 및 편의 지향적 정책에서 한 발짝 더 나아가 최근 한 스웨덴의 기업은 아예 유선 케이블 없이 개인용 모바일 전자제품을 충전시킬 수 있는 무선 충전 솔루션을 본격적으로 상용화해 업계의 화재를 모으고 있다.

스웨덴에서 창업된 엑세거(Exeger Sweden AB)라는 이 테크 기업은 특히 태양열을 포함한 모든 형태의 빛을 전력으로 변전시키는 지속가능한 신재생 에너지 기술 업체로, 오는 2023년 1월 4~8일 개최될 연례 가전 박람회인 라스베이거스 가전제품 박람회(CES)에서 업체가 개발한 혁신적 무선 태양광 전지 충전 기술을 소개할 예정이다.

‘파워포일(Powerfoyle)’로 불리는 전지 기술은 사용자가 착용한 개인용 모바일 디바이스에 장착된 광감응 염료로 흡수・발전된 태양열을 건전지에 저장시키는 원리다. 사용자의 생활 환경에 자연광이든 혹은 실내 조명이든을 빛이 있는 한 외부의 전원 공급 없이도 디바이스를 자가 충전시킬 수 있다. 유사한 기술은 국내 학계 연구진에 의해서도 개발된 바 있기도 하다.

태양열 전지는 실리콘 소재를 일체 사용하지 않고 오직 친환경적인 소재 만으로 제조됐다는 점도 장점이다. 파워포일은 이름이 시사하듯 금박 포일처럼 얇고 가격이 저렴한 염료 감응 태양열 전지(dye-sensitized solar cell)를 사용하기 때문에 제조된 전지는 부드럽게 휘어지고 내구성이 우수하다는게 특징이다.

파워포일 태양열 전지 속에 주입된 염료 감응재는 액체 상태이기 때문에 전자제품 기기의 외형 디자인에 따라 다양한 두께와 형태로 설계될 수 있다는 것도 장점이다.

이미 엑세거는 이 기술을 무선 헤드폰용 태양열 전지 밴드 형태로 제작해 글로벌 스포츠용품 브랜드인 아디다스(Adidas)와 스웨덴 오디오 기기 업체인 어버니스타(Urbanista AB, 2010년 창업)의 무선 헤드폰 부품으로 남품하고 있다.

미국의 하이테크 헤드폰 제조업체인 블루타이거(Blue Tiger)가 신제품으로 소개한 ‘솔레어(Solare)’ 태양열 전지 구동 무선 커뮤니케이션 헤드셋도 엑세거의 파워포일을 장착하고 있다.

스웨덴의 애완동물용 트래커 제조업체인 스포라 훈트(Spåra Hund)도 파워포일이 장착된 무선 자가 충전되는 애완견용 목줄을 판매 중이며, 친환경 디지털 싸이클링 헬멧 생산업체인 POC가  2021년 출신한 세계최초의 자가 충전식 ‘OMNE Eternal’ 헬멧도 파워포일 태양열 전지를 내장하고 있다.

태양이 강한 맑은 날과 구름 낀 흐린 날 외부, 실내 인공 조명 등 천연광과 인공광을 포함한 모든 빛을 흡수해 전력으로 전환시켜 저장된 전력으로 어둠 속에서 5~6시간 동안 대기 모드로 작동이 가능하다.

현 단계에서 파워포일 기술은 헤드세트나 헬멧 같은 비교적 작고 가벼운 소비재나 안전용품에 응용되는데에는 유효하지만 스마트폰이나 전기차에 사용되는 부피가 큰 건전지로는 적합하지 못하다.

태양열처럼 대기에 방대하게 분산된 에너지원을 집중적으로 흡수할 수 있는 효율적 감광 기법 개선과  한 번 충전에 다량의 집중적 전력의 흐름을 필요로 하는 스마트폰용 건전지로 응용되기까지엔 더 많은 기술적 혁신이 필요하다고 전기화학 기술 분야 전문가들은 지적한다.