열을 전기로 바꾸는 유연한 열전소자 성능 높여

광주과기원 조지영 교수팀 "웨어러블 기기에 활용"

국내 연구진이 유연한 열전소자의 성능을 높이는 데 성공했다.

한국연구재단은 광주과학기술원 조지영 교수 연구팀이 유연한 유기 열전소자의전기 전도도와 효율을 높일 수 있는 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.

열전소자는 소자 양 끝의 온도 차를 이용해 열에너지를 전기에너지로 변환하는소자다.

자동차 엔진이나 배기가스, 산업현장, 체온, 태양열 등 일상생활 등에서 버려지는 열을 재활용할 수 있어, 신재생 에너지원으로 주목받고 있다.

최근 차세대 웨어러블 기기나 휘어지는 컴퓨터 개발을 위해 유연한 열전소자에대한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 유연한 소자는 전기 전도도가 낮아 전기가 잘전달되지 않는 문제점이 있다.

연구팀은 화학적 성분이 서로 다른 얇은 유기물 박막을 교대로 쌓아 올리는 방법으로 열을 전기에너지로 바꾸는 전환율과 전기 전도도를 높였다.

기존 전기 전도도를 높이기 위해 제벡계수(온도차에 의해 발생하는 전압계수)를낮추는 방법이 사용되고 있지만, 소자의 성능까지 떨어뜨린다는 한계가 있었다.

연구팀은 전기 전도도가 높아져도 제벡계수가 떨어지지 않는 유연한 유기물을도입한 뒤 이를 다층으로 쌓아올려 유연한 유기 열전소자를 개발했다.

층별 높이가 20 나노미터(㎚, 10억분의 1ｍ) 이하의 얇은 유기 박막 사이에서전하가 서로 이동하는 현상을 이용해 효율을 높였다.

조지영 교수는 "기존 유기 박막 제조공정을 이용해 간단하게 열전소자를 제작할수 있으며, 인쇄공정 등 대면적 공정을 이용해 유기 열전소자의 상업화를 앞당길 수있을 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구결과는 미래창조과학부 기초연구사업(개인연구)의 지원을 받았다. 연구 성과는 환경과학 분야 국제 학술지 '에너지 엔 인바이런멘탈 사이언스'(Energy &Environmental Science) 지난달 31일자 표지논문으로 선정됐다.

jyoung@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>