신축성 있고 열전달 효율 높은 열전부품 개발


국내 연구진이 체온으로 전기를 만들 수 있는 웨어러블 열전소자를 개발했다. 배터리 없는 웨어러블 기기를 동작시키는 등 다방면으로 이용할 수 있는 핵심 기술이다.

한국과학기술연구원(KIST)은 정승준 소프트융합소재연구센터 선임연구원 연구팀이 홍용택 서울대 교수와 공동으로 높은 발전 성능을 가지는 신축성 열전소자를 개발했다고 1일 밝혔다.

열전소자는 열을 전기로 바꿔주는 반도체다. 체온을 에너지로 활용하기 위해 입을 수 있는 열전소자 개발이 시도됐지만 단단한 열전소자에 비해 성능이 낮다는 한계가 있었다. 소자의 성능을 높이는 물질이 주로 단단한 무기물이었기 때문이다.

연구팀은 무기물 기반 고성능 열전재료를 은 나노와이어가 삽입된 신축성 기판으로 연결해 열전소자의 저항을 낮추고 유연성을 높였다. 이렇게 만든 신축성 기판 내부에 열전도율이 높은 금속 입자를 넣어 열전달 능력을 기존보다 800% 가량 높이고 전력 생산량도 3배 이상 높였다. 연구팀은 이와 동시에 열전소자 인쇄공정을 자동화해 대량생산도 가능하게 만들었다.

연구팀이 개발한 열전소자는 산업현장의 고온 감지 센서로 활용하거나 자동차 내외부의 온도차를 이용해 별도 배터리가 없는 자율주행용 거리 감지 센서로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

정 박사는 “복잡한 생산공정을 자동화해 대량생산도 가능하게 만들었다”며 “향후 웨어러블 기기, 전자피부는 물론 산업 현장의 고온 감지 센서, 자율주행차용 거리 감지 센서 등의 전원 공급에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.

[서울=뉴시스]