- 한국화학연구원, 인쇄공정을 통해 유연한 열전소자를 만들 수 있는 용액형 열전소재 원천기술 개발



［헤럴드경제=최상현 기자］사람의 체온으로 전기 에너지를 생산할 수 있는 소재 원천 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국화학연구원 조성윤 박사팀은 열을 전기 에너지로 바꾸어주는 새로운 유연 열전 소재를 개발했다고 13일 밝혔다.

열전 소재는 주변의 열을 전기 에너지로 바꾸거나, 반대로 전기에너지로 온도를 낮추거나 올릴 수 있는 소재를 말한다.

지금까지 전기로 온도를 바꾸는 소재는 많이 상용화된 반면, 열을 전기로 바꿔주는 열전 소재는 잘 사용되지 않았다.

제조 공정이 복잡해 만들기 어렵고, 효율이 낮은 데다 값도 비싸기 때문이다.

또한 공기중 안정성이 취약하고 인체에 독성이 있으며 물질의 매장량도 부족하다는 문제점도 있다.

열전소재는 일상생활에서는 와인냉장고, 자동차 시트쿨러, 정수기 등에 쓰인다.

특히 사람의 체온으로 전기에너지를 발생시키면 웨어러블 기기의 자가전원으로 쓸 수 있다는 점에서 미래 활용도가 높다.

연구팀은 공기 중 안정성을 높이고 전기전도도를 획기적으로 향상시킨 새로운 열전 소재를 개발하는 데 성공했다.

흑린 덩어리를 얇은 층의 판으로 떼어낸 후 표면에 금 나노입자를 결합시키는 방식을 사용했다.

흑린은 반도체 소재 중 전하 이동도가 우수한 원소인 ‘인(P)‘으로 구성된 2차원 물질이다. ’인‘은 매장량도 풍부하고 인체에도 무해하다.

새로운 소재는 전기전도도가 기존 흑린보다 약 6만배 높고 열전 특성이 우수하다고 연구팀은 설명했다.

금 나노입자의 함량을 조절해 소재의 열전 특성도 용도에 맞게 제어할 수 있다.

연구책임자 조성윤 박사는 “새로운 소재는 유연하게 휘어지는 특성을 가지고 있어 향후 체온 이용이 가능한 웨어러블 소자의 자가전원으로 응용될 가능성이 있다”고 말했다.

이번 연구 결과는 재료화학 분야 최고 권위지 “어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)”의 표지논문으로 선정됐다.

bonsang@heraldcorp.com