`열전소자`서 열-전기 별도 제어 에너지변환 시스템 개발
이우영 연세대 교수팀 개발
차세대 신재생에너지로 주목받고 있는 열전소자에서 열과 전기를 각각 별도로 제어해 에너지 변환효율을 획기적으로 높일 수 있는 기술이 개발됐다.
이우영 연세대 교수(사진) 연구팀은 열전소자에서 열과 전기를 독립적으로 제어할 수 있는 `나노선 성장기술'(OFF-ON법)을 자체 개발하고 이를 실험적으로 증명하는데 성공했다고 9일 밝혔다.
열전소자는 온도차에 의해 전기를 만드는 시스템으로, 정밀한 온도 제어, 저소음, 저진동, 환경친화성 등 많은 장점을 갖고 있어 차세대 에너지변환 시스템으로 주목받고 있다. 문제는 열과 전기를 별도로 제어하는 것. 온도차를 유지하기 위해 전기는 잘 흐르게 하면서 열은 흐르게 하지 않도록 해야 하지만 전기와 열의 전달은 비례관계여서 이를 독립적으로 조절하는 것이 쉽지 않았다.
연구팀은 중심부 물질과 다른 종류의 물질이 겉을 둘러싸고 있는 구조의 `코어쉘 나노선' 표면구조에서 전기와 열 전달을 독립적으로 제어할 수 있는 압축 응력법을 자체 개발했다. 이를 통해 전기 전달은 그대로 유지하면서 열 전달을 기존 대비 25분의1 이하로 줄여 에너지 변환효율을 획기적으로 높일 수 있게 됐다.
이우영 교수는 "이번 연구를 통해 나노 단위 물질에서 열전도도를 효과적으로 감소시키는 새로운 구조를 제시했다"며 "열전소자뿐만 아니라 열 제어를 필요로 하는 광전소자와 다양한 물리, 화학 나노소자 분야에도 응용될 수 있을 것"이라고 말했다.
이 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 이공분야 중점연구소 지원사업의 지원을 받아 진행됐으며, 재료과학 분야의 권위 있는 학술지인 `어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)` 9일자에 표지논문으로 게재됐다.
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