국내 연구진이 버려지는 열을 전기로 바꿔 재활용할 수 있도록 해주는 열전 소재를 개발했다.
이번에 개발된 열전소재는 선진국에 비해 성능이 두 배 가까이 향상된 것이다. 이로써 우리나라는 열전 소재 개발 분야에서 미국, 일본, 독일 등 선진국들을 제치고 우위를 점하게 됐다.
3일 미래창조과학부에 따르면 이영희 IBS 나노구조물리연구단장, 김성웅 IBS 나노구조물리연구단 교수 등으로 구성된 기초과학연구원(IBS)의 나노구조물리연구단은 열전소재 Bi-Sb-Te를 활용해 일상생활이나 산업현장에서 버려지는 열을 상온에서 전기로 전환하는데 있어 세계 최고 수준(2.0)을 달성했다.
연구단에 따르면 기존 상용화된 소재는 열을 전기로 바꾸는 성능(zT)이 1.0~1.2, 누구나 인정하는 연구논문에서 가장 높았던 성능은 1.3~1.4 정도에 불과했다.
그동안 미국, 일본 등에서 개발한 소재의 성능은 40 수준(최대 성능 100)이었으나 IBS 나노물리연구단에서 그 성능을 70 수준으로 높인 것으로 볼 수 있다고 미래부는 설명했다.
현재 열전소재는 열을 감지해 전기신호를 발생시키는 수준으로 미사일 열추적 장치 등 군사적 목적 등에 제한적으로 사용되고 있다.
열전소재가 상용화되면 일상 생활과 산업에 큰 변화를 가져오고 경제적으로 막대한 부가가치를 창출할 수 있을 것으로 미래부는 보고 있다. 한 예로 옷에 열전소재를 부착하면 체온이 전기로 바뀌고 스마트폰이나 스마트워치의 전력을 충전할 수 있다.
김성웅 IBS 연구위원은 "이번 연구는 산업적으로 대량생산이 가능한 세계 최고 효율의 에너지 변환 열전소자를 구현했다는 데 의의가 있다"고 밝혔다.
김상일 삼성전자 종합기술원 전문 연구원은 "친환경 열전 발전 기술·응용 분야의 효율을 획기적으로 높여 열전 기술의 상용화를 앞당길 것으로 기대된다"고 전했다.
이번 연구결과는 3일 미국과학진흥협회(AAAS)가 발간하는 과학저널 사이언스(Science, IF 31.48)에 실렸다.
