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

  • 구름많음보성군6.9℃
  • 맑음군산4.9℃
  • 맑음철원-0.4℃
  • 맑음문경2.5℃
  • 맑음임실2.0℃
  • 맑음속초10.5℃
  • 맑음서산3.7℃
  • 맑음순창군2.9℃
  • 구름많음광주7.4℃
  • 구름많음강진군5.6℃
  • 맑음추풍령2.7℃
  • 맑음세종3.8℃
  • 맑음봉화-0.8℃
  • 안개안동3.2℃
  • 맑음영주0.6℃
  • 구름많음장흥3.9℃
  • 맑음의령군1.8℃
  • 맑음영덕7.9℃
  • 맑음장수0.2℃
  • 흐림고산14.7℃
  • 맑음북춘천-0.5℃
  • 맑음의성0.6℃
  • 맑음거창0.7℃
  • 맑음파주-0.4℃
  • 구름많음고흥4.1℃
  • 박무홍성3.0℃
  • 구름많음성산12.9℃
  • 맑음천안1.4℃
  • 맑음청주5.5℃
  • 맑음김해시7.8℃
  • 맑음부산10.7℃
  • 맑음고창군4.2℃
  • 맑음창원9.8℃
  • 맑음홍천0.7℃
  • 맑음북부산6.4℃
  • 맑음영월1.9℃
  • 맑음합천3.5℃
  • 맑음울릉도12.0℃
  • 맑음거제10.9℃
  • 맑음정읍4.8℃
  • 맑음금산1.6℃
  • 맑음백령도11.6℃
  • 맑음울산8.0℃
  • 맑음남원3.0℃
  • 맑음통영8.8℃
  • 맑음이천1.2℃
  • 구름많음목포9.3℃
  • 맑음경주시4.5℃
  • 맑음구미3.3℃
  • 구름많음여수10.1℃
  • 맑음서울5.4℃
  • 맑음태백-1.2℃
  • 구름많음흑산도11.2℃
  • 맑음보은1.4℃
  • 맑음원주1.9℃
  • 구름많음남해8.4℃
  • 맑음상주5.6℃
  • 맑음부안6.7℃
  • 맑음함양군1.2℃
  • 맑음대구4.7℃
  • 맑음밀양4.2℃
  • 맑음대관령-1.0℃
  • 구름많음서귀포13.3℃
  • 맑음인천7.9℃
  • 맑음정선군0.3℃
  • 맑음고창4.9℃
  • 구름많음완도8.2℃
  • 구름많음순천2.3℃
  • 맑음동해11.3℃
  • 맑음동두천2.0℃
  • 맑음수원3.5℃
  • 맑음청송군0.8℃
  • 구름많음제주13.3℃
  • 맑음대전4.1℃
  • 구름많음해남4.7℃
  • 맑음부여2.9℃
  • 맑음울진7.7℃
  • 맑음전주5.1℃
  • 맑음양평2.2℃
  • 맑음제천-0.8℃
  • 맑음보령6.6℃
  • 맑음충주1.5℃
  • 맑음영천2.1℃
  • 맑음북창원9.0℃
  • 맑음포항8.8℃
  • 구름많음강화7.1℃
  • 맑음춘천-0.1℃
  • 맑음양산시6.5℃
  • 맑음산청2.3℃
  • 구름많음영광군4.8℃
  • 맑음북강릉8.6℃
  • 맑음인제0.3℃
  • 구름많음광양시7.1℃
  • 맑음진주2.0℃
  • 흐림진도군6.6℃
  • 맑음서청주1.7℃
  • 맑음강릉10.5℃

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

박동욱 기자 Google구글에서 선호하는 출처로 추가
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]