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디지스트 연구진 효율성 높은 유무기 열전복합물 개발

디지스트 나노융합연구부 김참 책임연구원. 디지스트 제공

대구경북과학기술원(DGIST·디지스트)은 나노융합연구부 김참 책임연구원팀이 저비용으로 우수한 열전특성과 유연성을 갖춘 ‘유무기 열전복합물’을 개발했다고 21일 밝혔다.

경북대학교 에너지화학과 김태욱 교수와 공동연구를 통해 개발한 이번 기술은 열전기술의 문제점인 효율성, 유연성을 확보하고 가격경쟁력까지 갖춘 기술로 기존 산업 분야는 물론 첨단 신산업 분야에까지 다양하게 응용될 것으로 기대된다.

열전기술은 열과 전기 사이의 에너지 변환기술로써 버려지는 열을 전기로 변환하는 친환경 기술이다. 일반적으로 열을 이용한 발전효과와 전기를 이용한 냉각효과를 얻을 수 있으며 배폐열 회수 발전, 무냉매 냉각장치 등 전통적 산업에서의 응용뿐만 아니라 국부 냉각·가열을 통한 정밀 온도제어시스템, 지속적 전원 공급을 위한 에너지하베스터 등 첨단 신산업 분야 응용까지 폭넓게 활용이 가능하다.

열전기술의 장점으로 인해 다양한 방식의 벌크형, 박막형 열전소재·소자 연구개발이 진행되고 있지만 다른 방식의 에너지 변환 기술 대비 소재의 효율성과 유연성이 낮다는 고질적인 문제가 지속적으로 제기되고 있는 상황이다.

이에 나노융합연구부 김참 책임연구원팀은 열전기술 소재의 효율성과 유연성을 극대화하기 위해 기존 무기물계 열전소재와 전도성 고분자를 결합한 유무기 열전복합물을 제조했다. 특히 연구팀은 유기, 무기 구성물을 합성·혼합할 수 있는 제조 공정을 고안해 기술적 난제였던 균일한 상을 생성해 유지하고 높은 밀도를 확보하는 방법을 개발했다. 해당 공정으로 제작된 유무기 열전복합물은 우수한 열전특성뿐만 아니라 유연성, 가격 감축 효과 등 열전소재로써 다양한 장점을 가지고 있다.

김참 책임연구원은 “이번 연구를 통해 친환경 에너지 기술인 열전기술의 활용 가치를 극대화할 수 있는 새로운 소재를 개발할 수 있었다”며 “향후 열전복합물 생산기술 규모 확대와 성능 안정화를 위한 후속 연구로 기술 상용화를 이뤄내 기존 산업 분야, 첨단 신산업 분야까지 다양하게 응용되도록 노력할 것”이라고 말했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부(한국연구재단) 개인기초연구사업, 디지스트 융합연구원 중점연구사업의 지원을 통해 수행됐으며 연구결과는 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’에 게재됐다.

대구=최일영 기자 mc102@kmib.co.kr

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