"폐열로 전기 생산"… 스마트기기 적용 가능한 '유기열전소재' 개발

한국화학연구원은 조성윤 박사팀이 열을 전기로 바꾸는 성능이 오래가고 인쇄 공정으로 가볍고 저렴하게 만들 수 있는 유기 열전소재를 개발했다고 28일 밝혔다.

조성윤 박사는 "유기열전소재가 가볍고 유연해 향후 웨어러블 기기, 스마트 센서, 사물인터넷 등에 적용할 수 있다"고 설명했다. 또한 "차량이나 선박에 적용하면 폐열을 전기로 생산할 수 있다"고 말했다.

연구진은 공기 중에 3주 이상 노출돼도 열전 성능을 유지하는 새로운 폴리티오펜 활용 소재를 개발했다.

연구진이 만든 열전 소자를 사용한 결과 300시간 후에도 90% 이상 성능이 유지됐다. 또한 10℃의 온도차에서 18.5㎻㎠의 전력 밀도를 나타냈다.

글로벌 마켓 리서치 회사인 아이디테크엑스(IDTechEx)의 시장조사에 따르면 열전소자 전체 세계 시장규모는 2018년 2억7400만 달러(약 3097억5700만원)에서 2022년에는 7억4600만 달러(8433억5300만원)로 연평균 약 54% 성장할 것으로 보인다.

공기 중에서 장시간 성능이 지속되는 폴리티오펜 열전 소자 제작은 이번이 처음이다.

지금까지 폴리티오펜을 활용한 소재는 공기 중의 산소, 수분의 영향을 받아 일주일만 지나도 열전 성능이 80% 이상 떨어졌다.

이번 연구결과는 그 우수성을 인정받아 에너지 소재 분야 권위지인 '나노 에너지(Nano Energy)' 4월호 논문에 게재됐다.

[e-mail] 김만기 기자