[삼성전자] 버려지는 열을 전기로 변환하는 고효율 신소재개발

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[삼성전자] 버려지는 열을 전기로 변환하는 고효율 신소재개발

2009년 8월 7일 (금) 15:27:00

삼성전자 종합기술원은 열전(熱電) 성능을 획기적으로 향상 시킨 新열전 소재인 인듐셀레나이드(In4Se3-x)를 개발했다고 6월 18일 밝혔다.이번 연구는 삼성전자가 열전성능이 높은 재료 개발을, 성균관대에서 결정성장을, 포항공대와 미국 러트거스(Rutgers)대학이 열전 물성에 대해 검증했고, 연구 결과를 인정받아 세계적인 과학 잡지 네이처(Nature)誌본판(6월 18일자)과 온라인에 게재됐다.열전 성능이란 열을 전기로 변화시키는 성능을 뜻한다. 열전 소재는 열과 전기의 상호 변환이 가능하게 만드는 소재로 자동차, 공장 등에서 폐열로 방출되는 열을 회수하여 전기를 생산하는 신재생에너지의 한 분야인 열전발전에 응용할 수 있다.지금까지는 열과 전기의 변환효율이 낮아 응용이 극히 제한적이었지만 이번에 새로 개발된 인듐셀레나이드는 에너지 변환효율을 기존 7%에서 12%로 향상시킴으로써 열전발전의 상용화 가능성을 앞당겼다. 또한 새로운 개념의 열전 소재와 열전변환 메커니즘을 제시함으로써 고효율 열전발전 신재료 개발에 이정표를 세웠다는 의미가 있다. 이번에 제시된 열전 변환 메커니즘은 금속 전자의 움직임을 제한하면 금속이 반도체로 변하면서 금속 격자가 뒤틀리고 이로 인해 열전도도가 낮아져 열전 성능이 높아지는 원리를 바탕으로 하고 있다.기존 보고된 고효율의 열전 소재는 대부분 박막 또는 나노와이어로 열전발전을 위한 온도차 유지와 벌크(덩어리) 형태로 되어 있어 제조가 거의 불가능해 실용화에 큰 제약이 있었다. 이번 연구는 벌크형 소재에 대한 결과이며 높은 열전 성능을 갖는 신재료를 금속 간 화합물로 쉽게 제조가 가능해 신 열전 소재 개발에 돌파구를 연 것으로 평가된다.