IBS 나노구조물리연구단 연구팀 주도…"세계 최고 효율 에너지 변환 열전소자 구현"
기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단 연구팀이 기존 열전(熱電, thermoelectrics) 소재에 비해 성능을 두 배 가까이 높인 새 열전 소재를 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구에는 성균관대, 삼성전자 종합기술원이 참여했다.
열전 소재는 일상생활이나 산업현장에서 쉽게 버려지는 열을 전기로 전환해 재활용 할 수 있게 해주는 미래 친환경 에너지 소재이다.
열전소재 성능은 열을 감지해 전기신호를 발생시키는 수준으로, 미사일 열추적 장치 등 군사적 목적 등에 제한적으로 사용되고 있다.
열전소재가 상용화되면 일상 생활·산업에 큰 변화를 가져오게 된다. 예를 들어 열전소재를 옷에 부착하면 체온을 전기로 바꿔 모바일·웨어러블 기기 등에 전력을 자동 충전하게 된다. 또 자동차나 공장의 배기가스 열을 전기로 변환해 재활용 할 수 있다.
상용화를 위해 남은 과제는 열을 전기로 바꾸는 소재 성능을 높이는 일. IBS는 상용화가 가능한 소재 성능을 100로 볼 때, 미국과 일본 등 선진국에서 이미 개발한 소재 성능은 40 수준, IBS 나노물리연구단이 개발한 신소재 성능은 70 수준이라고 평가했다.
김성웅 IBS 연구위원은 "이번 연구는 산업적으로 대량생산이 가능한 금속공학적 소결공정을 이용해 세계 최고 효율의 에너지 변환 열전소자를 구현했다는 데 의미가 있다"며 "이는 미국과 일본, 독일 등 이 분야 선진국의 기술력을 넘어선 것"이라고 말했다.
이번 연구성과는 전문과학저널인 사이언스 3일자에 게재됐다.
