‘열전’이란 열 에너지와 전기 에너지를 상호 변환할 수 있는 기술을 뜻한다. 체온을 모바일 기기의 전원으로 활용하거나, 폐열을 자동차의 연비를 높이는 데 활용하는 등 폭넓은 응용이 기대되는 분야다. 특히 제조 방식이 간단하고 대량생산도 가능해 차세대 친환경․재생에너지 기술 혁신을 이끌 분야로 각광받고 있다.
열전 기술의 상용화를 위해서는 소재의 열과 전기 간 변환 성능을 나타내는 zT(열전 성능지수) 값을 높이는 것이 가장 중요하다. 또한 이를 대용량 소재에 쉽게 적용할 수 있어야 하는데, 연구진은 이번 연구를 통해 기존 1.2 수준에 머물러 있던 zT값을 2.0까지 획기적으로 끌어 올렸다.
연구진이 새로 개발한 ‘비스머스 안티모니 텔루라이드(Bi0.5Sb1.5Te3)’는 열전 성능으로는 세계 최고수준인데다, 제조법도 간단해 대량생산이 가능한 장점을 지니고 있다.
이번 연구결과는 미국과학진흥협회(AAAS)가 발간하는 세계 최고권위의 전문과학저널 ‘사이언스(Science, IF 31.48)’에 4월 3일자로 게재됐다. (논문명: Dense dislocation arrays embedded in grain boundaries for high-performance bulk thermoelectrics (결정립 내 고밀도 전위 배열을 포함한 고효율 벌크 열전 소재))
이 교수는 “이번 연구결과는 새로운 소재 설계 개념 정립 및 공정기술 개발을 통하여 세계 최고 효율의 상온 열전 소재를 구현한 데 의의가 있다”며 “열전 디바이스의 효율을 획기적으로 높여 현재 소형 및 특수 냉각에 제한된 응용분야를 크게 확대할 것으로 기대된다”고 밝혔다.
한편 강원대는 오는 3일 교무회의실에서 이 교수에 대한 스타논문상 시상식을 개최하고, 연구 인센티브 5000만 원을 지급할 예정이다.
[저작권자ⓒ 대학저널. 무단전재-재배포 금지]
