[과학을 읽다]버려지는 열…전기로 바꾼다

국내연구팀, 다층 유연 열전소자 내놓아

[아시아경제 정종오 기자] 버려지는 열을 전기로 바꾸는 효율적 기술이 나왔습니다. 국내 연구팀이 열을 전기로 바꾸는 다층 유연소자를 개발했습니다.

유연한 열전소자는 버려지는 열을 전기로 바꿀 수 있어 신재생 에너지원으로 최근 주목받고 있습니다. 유연한 열전소자는 휘어지는 특성이 있어 의복 등 일상생활에서 착용이(wearable) 가능하고 비닐하우스에서도 활용 가능합니다.

유연한 열전소자는 전기 전도도가 낮아 전기가 잘 전달되지 않는 문제점이 있었습니다. 연구팀은 유기 열전 소자 전기전도도와 열을 전기 에너지로 바꾸는 전환율을 높게 하기 위해 유기 다층 박막 구조를 도입했습니다.

▲조지영 교수

연구팀은 전기 전도도와 제벡 계수(물질 내부에 있는 온도 차이와 이에 따라 발생하는 전압을 결정하는 물질 고유의 계수)사이에 반비례 관계가 거의 없는 유연한 유기물을 도입하고 다층으로 쌓아 전기 전도도를 높였습니다. 한 층이 20나노미터(nm) 이하인 서로 섞이지 않는 다른 종류의 유기 박막을 번갈아가며 쌓은 유기 다층 박막을 만들어 소자의 전기 전도도와 효율을 동시에 높였습니다.

이번연구는 조지영 광주과학기술원 교수가 수행했습니다. 환경과학 분야 세계 학술지인 에너지 엔 인바이런멘탈 사이언스(Energy & Environmental Science) 8월 31일자(논문명:Enhanced thermoelectric performance of PEDOT:PSS/PANI-CSA polymer multilayer structures)에 실렸습니다.

조지영 교수는 "이번 연구 결과는 그 동안 효율 향상이 어려웠던 열전소자 효율을 유연한 다층 유기물 박막이라는 새로운 소자 구조 개발을 통해 향상시킨 것"이라며 "의복이나 비닐하우스처럼 유연하면서도 버려지는 작은 열에너지를 전기로 전환해서 다른 소자를 충전하도록 사용하는 하베스팅 기술에 기여할 수 있을 것"이라고 말했습니다. 하베스팅 기술이란 주변에 이미 존재하는 현상을 이용해 에너지를 채집하는 기술을 말합니다.