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무선 충전은 안전할까요?

무선 충전

한눈에 보는 정보 -

  • 공공장소 및 일반적으로 사용되는 가정용 가구에 무선 충전기를 설치하려는 계획은 전자기장 노출로 유발되는 미토콘드리아 기능 장애와 관련된 건강 영향에 시달리게 될 위험을 증가시킵니다
  • 무선 충전은 전자기장을 사용하여 한 물체에서 다른 물체로 에너지를 전달합니다. 곧 출시 예정인 새로운 유형의 파이 충전기는 전자기장을 공간으로 방출하고, 같은 방에 있는 즉시 배터리 충전을 시작합니다
  • 무선 충전은 휴대폰에서 전기 콘센트까지 전선을 사용하는 것보다 덜 효율적이며 지속적으로 전기를 소모하여 항상 켜져 있는 기기에서 사용하지 않는 전력을 소모하는 원인이 됩니다
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Dr. Mercola

애플의 아이폰이 올해 10주년을 맞이했고, 그 짧은 10년 동안 스마트폰으로 인해 삶이 ​​크게 바뀌었습니다. 퓨 리서치 센터(Pew Research Center)에 따르면, 현재 미국 성인의 거의 77%가 스마트폰을 소유하고 있으며, 이는 2011년의 35%에서 증가한 것입니다. 이로 인해 스마트폰은 역사상 가장 빠르게 수용된 소비자 기술 중 하나가 되었습니다.

스마트폰 소유는 청소년과 더 부유한 사람들 사이에서 더 일반적이지만, 흥미롭게도 나이가 많고 저소득층인 미국인들 사이에서도 비율이 빠르게 상승하고 있습니다.

모바일 기기가 처음 출시되었을 때 전화 및 문자 메시지에 사용되었습니다. 현재 미국인들은 구직, 독서, GPS 길 찾기와 같은 다양한 비전통적인 활동에 휴대폰을 사용합니다.

연락이 가능한 상태를 유지하려는 이러한 증가하는 욕구에 대응하여 모바일 산업은 휴대폰을 충전된 상태로 유지하는 더 많은 방법을 고안하고 있습니다. 작년에 애플은 편의를 위한 끝없는 탐구로 제품에 다기기 무선 충전을 도입했다고 발표했습니다.

1년 후에 표면상으로는 아직 해결되지 않은 과열 문제로 인해 패드가 아직 출하되지 않았습니다. 이 사안은 애플에 문제가 되지만, 무선 충전기와 와이파이(Wi-Fi) 충전의 미래는 최적의 건강을 이룩하려는 목표에 큰 걸림돌이 될 수 있습니다.

무선 충전의 원리

무선 충전

유도 충전(inductive charging)이라고도 하는 무선 충전은 전자기장(EMF)을 사용하여 두 물체 간에 에너지를 전달합니다. 이는 유도 결합을 통해 배터리를 충전하거나 기기를 구동하는 데 에너지를 사용할 수 있는 전기 기기에 에너지를 보내는 충전 스테이션을 사용하여 이루어집니다.

모바일 기기용 무선 충전에 대한 기대감이 폭발적이지만, 실제 이 기술은 1800년대 후반에 존재했습니다. 이는 직류 기반 전기에 관해 토머스 에디슨(Thomas Edison)과 함께 일했던 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)에 의해 발명되었습니다.

기술 향상을 추구하는 데 실패한 테슬라는 대신 교류 기반 전기에 대해 연구하기 시작했습니다. 그 후, 그는 테슬라 코일(Tesla coil)을 발명하여 무선 기술의 토대를 마련했습니다.

테슬라 코일 원형은 현재 그리피스 천문대(Griffith Observatory)에 전시되어 있으며, 스마트폰을 무선으로 충전하기 위해 어떤 작업이 수행되는지 대규모로 시연하고 있습니다.

한 곳에서 다른 곳으로 에너지를 전달하는 기본 원리는 변함이 없습니다. 구리 코일이 진동 자기장을 생성하고 두 번째 코일이 유동장을 다시 에너지로 변환하는데, 이를 전자기 유도라고 부릅니다.

자기 공명이라고 하는 두 번째 방법은 각 코일에 저장되는 에너지의 양과 코일 크기를 변경하여 더 먼 거리에서 전력을 전송할 수 있게 합니다.

2006년에 MIT의 연구원들은 자기 공명을 사용하여 최대 2미터까지 전기를 전송할 수 있음을 입증했습니다. 전력의 60%가 손실되었지만, 그들의 실험은 투자자를 추가 연구로 끌어들였습니다.

현재 무선 충전에는 두 가지 방식이 있습니다. 첫 번째는 Qi 표준으로 단거리에 있는 작은 코일의 유도 방식을 사용합니다. 이는 애플과 삼성을 포함하여 200개 이상의 회사의 파트너십을 통해 만들어졌습니다.

두 번째 유형은 전자기 공명에 중점을 둡니다. 예전에 PMA(Power Matters Alliance)로 알려진 에어퓨얼(AirFuel)은 듀라셀, 스타벅스 및 구글에서 채택되었습니다.

파이 충전기(Pi 충전기)라고 하는 무선 충전의 새로운 혁신이 곧 출시될 예정입니다. 이 기기는 전자기장을 공간으로 방출하고, 같은 방에 있는 즉시 배터리 충전을 시작합니다.

자기 공명을 연구하는 회사인 와이트리시티(WiTricity)의 최고 기술 책임자인 모리스 케슬러(Morris Kesler)는 무선 충전이 어디에나 있는 미래를 상상하며 다음과 같이 말했습니다.

"사람들은 바닥에 무선 충전 패드가 있는 차고로 전기차를 운전합니다. 그리고 집 문을 열고, 조리대 상단에 무선 충전 기술이 내장된 주방 조리대에 휴대폰을 둡니다."

무선 충전은 덜 효율적입니다

무선으로 휴대폰을 충전하는 것은 전원 플러그에 연결된 동글을 사용하는 것보다 훨씬 덜 효율적입니다. 집 전체에 전자기장을 증가시킬 무선 충전기와 관련된 안전을 고려하기 전에 이러한 기기가 발전소에 끼치는 전기 소모에 관해 다루는 것도 중요합니다.

가정의 플러그로 전원이 무제한으로 공급된다고 상상하기 쉽지만, 전기는 어딘가에서 생성되어야 합니다. 미국의 세 가지 주요 발전원은 화석 연료, 원자력 에너지 및 수력, 풍력 에너지 및 태양 에너지와 같은 일부 재생 가능 에너지원입니다.

현재, 재생 가능 에너지는 전기의 겨우 20% 미만을 제공하는 반면에 화석 연료는 총 63%에 달하는 가장 큰 에너지 생산원입니다. 트럼프 대통령이 '석탄과의 전쟁의 종식'이라고 표현하며 한 번에 에너지 정책을 뒤집으면서, 에너지 생산에 사용되는 화석 연료 중 하나인 석탄의 양이 특히 증가할 것으로 추정됩니다.

그러나 전기를 생산하기 위해 석탄을 태우면 천식, , 심장 질환 및 폐 질환과 관련된 대기 오염이 증가합니다. 또한, 문제는 산성비와 심각한 환경 및 공중 보건 우려로 확대됩니다. 이 에너지는 엄청난 대가를 치러야 하기 때문입니다. 석탄이 에너지를 생산하도록 하는 화학 작용은 또한 많은 심각한 유해한 환경 오염 물질을 생성합니다.

대기전력 소비 전기제품은 전력 수요에 기여합니다

에너지 수요는 계속 증가하기만 합니다. 전형적인 미국 가정은 사용하지 않을 때에도 항상 켜져 있고 전기를 빨아들이는 기기라고 설명되는 '전력 뱀파이어'로 가득 차 있습니다. 미국 자원 방어 위원회(NRDC)의 보고서에 따르면 미국인들은 뱀파이어 가전제품 및 전자 제품의 전기에 연간 약 21조 원(190억 달러)을 지출하고 있습니다.

이는 평균 가구가 사용하지 않는 가전제품에 전력을 공급하는 데 매년 약 18만 원(165 달러)을 지출한다는 것을 의미합니다. 보고서의 저자이자 NRDC의 첨단 기술 부문 에너지 효율의 이사인 피에르 델포지(Pierre Delforge)는 다음과 같이 말합니다.

"이렇게 높은 유휴 에너지 수준의 한 가지 이유는 이전의 많은 단순 기계식 기기가 디지털화되었기 때문입니다.

예를 들어, 세탁기, 건조기 및 냉장고와 같은 가전제품에 이제는 디스플레이, 전자 제어 장치가 있으며 점점 더 나아가 인터넷 연결도 가능합니다. 많은 경우에 그들은 필요 이상으로 훨씬 더 많은 전기를 사용하고 있습니다."

과거에 주범은 TV 케이블 박스와 비디오 게임 콘솔이었습니다. 케이블 박스는 항상 작동하기 때문에 많은 가정에서 두 번째로 큰 에너지 사용원입니다. 게임 콘솔 역시 주 에너지 사용원입니다.

더 많은 나라와 가정이 무선 충전으로 옮겨감에 따라 이러한 작은 기기들은 계속 증가하는 전 세계 전기 수요에 추가될 것이고, 환경과 건강은 그 대가를 치르게 될 것입니다.

무선 충전에 대한 향후 계획은 공중 보건 위험을 증가시킵니다

무선 충전은 미국 전역에 있는 수백 개의 스타벅스에서 가능하며 공항에서도 일반적입니다. 2017년에 애플은 침대 사이드 테이블과 자동차 계기판을 포함한 많은 표면에 무선 충전 도크가 있을 수 있는 세상을 구상했다고 발표했습니다.

이러한 충전기 각각은 연속적인 전력을 소비하는데, 이는 개별적으로는 사소할 수 있지만 여러 표면에 전하를 방출하는 작은 자기장들이 있을 때 증가합니다.

와이트리시티(WiTricity)는 벽에 연결하지 않고도 가정에서 가전제품에 전원을 공급할 수 있는 것을 구상합니다. 그들은 전기차를 충전하기 위한 플러그의 필요성을 없앨 계획으로 토요타(Toyota)를 포함한 다양한 제조업체와 파트너십을 맺고 있습니다.

와이트리시티의 판매 영업 담당 부사장인 데이비드 샤츠(David Schatz)는 사람들이 무선 전기를 기대하고 주 및 지방 정부가 뒤따를 것이라고 예측합니다. 그는 다음과 같이 말했습니다.

"그들은 사람들이 공공장소에서 물건을 충전하는 데 필요한 모든 인프라와 휴대 전화뿐만 아니라 전기차용으로도 이런 무선 전력을 어디서나 사용할 수 있도록 하는 프로세스를 장려하고 간소화하기 위한 정책과 프로그램을 어떻게 마련할지에 대해 생각해야 할 필요가 있습니다."

새로운 기술은 중거리 전파 기술을 사용한 원거리 무선 충전에 대해 미국 연방 통신위원회(FCC) 인증을 받았습니다.

에너거스(Energous)라는 회사는 클래스 비(Class B) 소비자 전자 제품 부문 대신 산업, 과학 및 의료 기기를 대상으로 하는 파트 18(Part 18) 하에 FCC 청원서를 제출했습니다. 이는 원거리로 에너지를 전송하는 데 필요한 높은 전력 때문일 수 있습니다.

에너거스는 미얀트(Myant)가 생산한 첫 번째 제품 파트너십을 공개했습니다. 스킨(Skiin)이라고 하는 스마트 속옷에는 신체의 심박수, 활동, 자세 및 수분 수준을 모니터링하는 통합 센서가 있습니다.

에너거스의 중거리 및 원거리 충전 송신기가 출시되면 스킨의 의류에 부착함으로써 에너거스의 기술이 포함될 것입니다.

다시 말해, 기술 회사는 공공장소에서 무선 충전소를 원할 뿐만 아니라 이제 의류 회사와 협력하여 웨어러블 EMF 기술을 고안하고 있습니다.

무선 충전은 스마트폰 배터리 수명도 단축시킬 수 있습니다

무선 충전은 기기에 좋지 않을 수도 있습니다. 오늘날 거의 80대의 자동차 모델이 전자기 치(Qi, '치'라고 발음) 충전 사양을 기반으로 하는 차량 내 무선 충전을 제공하고 있습니다. 이 모델에는 아우디, 쉐보레, 닛산 및 BMW가 포함됩니다. 맥도날드, 메리어트 호텔 및 이비스도 건물에 치를 구축하였습니다.

페이스북, 딜로이트 및 시스코와 같은 기업은 회사 사무실에 치를 구축했습니다. 무선 충전이 가능한 기기의 수는 연간 2억 대를 초과하며 사용자의 25%가 무선 충전을 사용했습니다. 이 기능에 대한 소비자 수요와 활성화된 기기의 양이 매년 증가하고 있는 것으로 보입니다.

충전이 훨씬 용이해지면서 테크월드(Techworld)는 이것이 모바일 기기의 배터리에 나쁜지 묻습니다.

아르곤 에너지 저장 과학 협력 센터(Argonne Collaborative Center for Energy Storage Science) 이사인 벤카트 스리니바산(Venkat Srinivasan)은 스마트폰이나 태블릿을 과충전할 수는 없지만, 완전히 충전하는 것은 배터리 수명을 단축시킬 것이라고 말합니다.

리튬 이온 배터리가 충전 및 방전되면서 이온이 양극과 음극 사이를 이동합니다. 배터리 충전 상태가 높을수록 이온이 더 빨리 분해되기 때문에, 45%에서 55% 사이를 순환하는 것이 좋습니다.

그러나 무선 충전기의 수가 증가하고 중거리 무선 충전이 떠오름에 따라 휴대폰을 자동으로 충전하지 않고 공공장소에 있기가 어렵기 때문에 휴대폰에서 교체할 수 없는 배터리 수명이 훨씬 더 빨리 단축될 것입니다.

즉, 배터리를 교체할 수 없는 신형 휴대폰의 경우 아예 새 폰을 구입해야 하는데 이는 종종 상당한 비용이 듭니다.

무선 충전 노출과 관련된 건강 문제

무선 유도 충전의 주요 건강 문제는 이들이 생성하는 자기장입니다. 안전한 자기장은 3밀리가우스 미만이지만 낮을수록 좋으며, 목표는 1밀리가우스 미만입니다.

필자는 일반적인 치 충전기의 자기장을 보여주는 연구를 찾았는데, 노출되어야 하는 양의 1,000배 또는 1,000 밀리가우스였습니다.

다행스럽게도 자기장은 빠르게 줄어들고 1,000밀리가우스 판독치는 기기에서 2밀리미터(mm) 거리에서 기록된 것입니다. 거리를 15밀리미터로 늘리면 판독치는 50밀리가우스로 줄어듭니다.

따라서 여기서 경고는 분명히 이러한 기기에 앉고 싶지 않을 것이라는 점입니다. 그러나 기기를 몇십 센티미터 또는 그 이상으로 충분히 멀리 두면 대부분의 위험한 자기장을 피할 수 있게 됩니다.

필자는 개인적으로 유도 충전을 가지고 있거나 사용하지 않아 측정할 수 없지만, 사실상 모든 신차가 사양으로 가지고 있기 때문에 피하기 어려울 것입니다. 그러나 기사에서 언급했듯이 사용을 피해야 할 확실한 이유가 많습니다.