KPI뉴스 - UNIST 연구팀, 전기 10배 잘 통하는 필름형태 '열전소재' 개발

  • 맑음서산20.5℃
  • 맑음백령도19.3℃
  • 맑음북강릉18.4℃
  • 구름많음남해22.0℃
  • 맑음원주23.4℃
  • 맑음강진군22.6℃
  • 구름많음고창23.5℃
  • 흐림김해시23.6℃
  • 흐림통영22.4℃
  • 맑음추풍령20.9℃
  • 맑음제천18.8℃
  • 맑음천안19.4℃
  • 맑음장수18.7℃
  • 맑음보은22.5℃
  • 흐림북창원25.0℃
  • 맑음영주17.5℃
  • 흐림부산23.1℃
  • 맑음서청주21.5℃
  • 맑음세종22.1℃
  • 맑음북춘천20.1℃
  • 맑음전주23.7℃
  • 흐림의령군21.4℃
  • 맑음홍성21.4℃
  • 맑음인제18.5℃
  • 맑음안동20.3℃
  • 맑음부여21.9℃
  • 구름많음고흥22.6℃
  • 맑음양평21.0℃
  • 맑음대관령13.8℃
  • 비서귀포22.3℃
  • 흐림양산시23.8℃
  • 구름많음인천23.3℃
  • 맑음진도군22.2℃
  • 맑음경주시19.3℃
  • 구름많음영광군23.6℃
  • 맑음강릉19.8℃
  • 맑음태백14.0℃
  • 맑음해남22.3℃
  • 맑음동해19.5℃
  • 맑음남원22.5℃
  • 맑음정선군16.0℃
  • 흐림북부산23.5℃
  • 구름많음고창군23.1℃
  • 흐림성산22.7℃
  • 구름많음여수22.9℃
  • 흐림창원23.1℃
  • 맑음봉화15.1℃
  • 구름많음제주22.8℃
  • 맑음수원21.3℃
  • 맑음강화19.6℃
  • 맑음영덕17.6℃
  • 맑음구미24.2℃
  • 맑음청주26.0℃
  • 맑음광양시22.7℃
  • 맑음영월19.0℃
  • 구름많음정읍23.7℃
  • 맑음파주19.7℃
  • 맑음장흥22.4℃
  • 맑음합천21.6℃
  • 구름많음울산21.2℃
  • 흐림밀양22.7℃
  • 맑음동두천21.1℃
  • 맑음대구21.9℃
  • 구름많음보령21.5℃
  • 맑음영천19.7℃
  • 구름많음광주24.1℃
  • 맑음목포23.5℃
  • 맑음의성18.2℃
  • 맑음울진19.0℃
  • 맑음군산21.6℃
  • 맑음대전23.8℃
  • 맑음임실20.8℃
  • 맑음문경19.3℃
  • 맑음서울24.2℃
  • 맑음순창군22.5℃
  • 맑음홍천19.7℃
  • 흐림고산21.7℃
  • 구름많음순천21.2℃
  • 맑음금산22.2℃
  • 맑음거창20.0℃
  • 구름많음산청22.2℃
  • 맑음춘천20.0℃
  • 맑음철원19.7℃
  • 맑음포항21.7℃
  • 맑음청송군16.3℃
  • 맑음충주22.7℃
  • 맑음흑산도20.0℃
  • 맑음보성군22.5℃
  • 맑음상주21.7℃
  • 흐림거제22.5℃
  • 맑음울릉도20.3℃
  • 맑음속초20.5℃
  • 맑음이천20.5℃
  • 구름많음부안23.3℃
  • 흐림진주21.0℃
  • 맑음함양군22.0℃
  • 구름많음완도21.3℃

UNIST 연구팀, 전기 10배 잘 통하는 필름형태 '열전소재' 개발

박동욱 기자
기사승인 : 2022-06-12 11:33:50
유니스트 김봉수·아주대 김종현 교수팀 공동 연구
"충전 없이 작동하는 전자기기 제조에 응용 가능"
기존 소재 대비 10배 이상 전기가 잘 통하는 필름 형태의 고분자 열전소재가 울산과학기술원 연구팀에 의해 개발됐다.

필름처럼 얇고 유연하게 프린트해낼 수 있고 값도 저렴해, 체열로 전기를 만들어 충전 없이 작동하는 전자기기 제조 등에 응용할 수 있을 것으로 기대된다. 

▲ 유니스트 김봉수(왼쪽) 교수와 아주대 김종현 교수 [울산과학기술원 제공]

UNIST(유니스트)는 화학과 김봉수 교수와 아주대(총장 최기주) 김종현 교수 공동 연구팀이 고분자 열전소재의 분자량을 늘리는 방법으로 전기 전도도를 획기적으로 개선한 열전소재 필름을 만들었다고 13일 밝혔다. 

열전소재는 소재 안과 밖에 온도차(열)가 생기면 전하가 흐르는 힘이 생기는데, 온도차가 크고 전하가 잘 흐를수록 열전발전이 잘된다.

수력발전에서 낙차가 크고(폭포 높이) 물이 많이 흐를수록 생산 전력량이 많은 원리와 흡사하다. 기존 고분자 열전소재는 온도차는 크게 유지할 수 있지만 전하가 잘 흐르지 않아 상용화가 쉽지 않았다. 

공동 연구팀은 기존의 필름 형태 열전소재가 첨가제(도핑제) 때문에 필름의 결정성이 떨어지는 문제점을 분자량을 늘리는 방법으로 해결했다. 결정성은 고분자 사슬들이 규칙적으로 배열된 성질로, 결정성이 높은 고분자 필름은 전하가 잘 통한다. 첨가제는 고분자 사슬 사이로 침투해 결정성을 떨어뜨리는 것으로 알려져 있다. 

연구팀은 "분자량이 큰 고분자 열전소재(PDFD-T) 필름은 분자량이 작은 열전소재보다 10배 이상 전기전도도가 향상됐다"며 "열전소재가 생산할 수 있는 전력량을 직접적으로 가늠할 수 있는 지표인 파워팩터도 기존 소재보다 2배 이상 뛰어났다"고 설명했다. 

김봉수 교수는 "고분자의 분자량이 열전 성능에 미치는 영향을 최초로 밝혀냈다는 점에서 의미가 크다"면서 "전기전도도를 개선할 수 있는 새로운 고분자 열전소재 설계 전략을 제시한 연구"라고 강조했다.

이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며, 아주대 분자과학기술학과 윤상은 연구원과 UNIST 화학과 김보미 연구원이 제1저자로 참여했다. 고려대·한국외대·중앙대 연구진도 함께했다.

연구결과는 5월 25일(현지 시각) 세계적인 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈'(Advanced Functional Materials) 온라인판에 발표돼 정식 출판을 앞두고 있다. 

KPI뉴스 / 박동욱 기자 pku24@kpinews.kr

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]