친환경 재료로 전기 만든다… 온도차 이용한 생산기술 확보

화학硏·고려대 연구팀 공동개발

국내 연구진이 저렴한 친환경 재료로 전기를 만들어낼 수 있는 발전기술을 개발했다.

한국화학연구원 조동휘·이정오·이예리 박사팀은 고려대 전석우 교수 연구팀과 함께 온도차이를 이용해 전기를 만드는 열전발전기를 구리와 황으로 만들었다고 8일 밝혔다. 이 열전 발전기는 40도의 온도차이에서 밀리와트(㎽) 수준의 전기를 생산해냈다.

열전 발전기는 지금까지는 독성 금속 재료로 만들어왔지만 이번 연구팀이 만든 발전기는 인체에 무해하고 비용도 적게 든다. 또한 기존 화학적 합성법에 비해 간단하게 정밀한 구조로 대량 생산할 수 있고, 배터리가 포함된 스마트 폰, 스마트 워치 등 다양한 웨어러블 기기에 넣어 열폭주 예방을 위한 온도 센서로 쓸 수 있다.

연구진이 만든 발전기는 구리 황화물로 얇은 막 12개를 직렬 연결했다. 이 발전기는 40도의 온도 차이 상태에서 최대 193㎷의 전압을 내보냈다.

또 일정 시간 동안 생산되는 전력의 양, 즉 전력 밀도는 1.3㎽/㎠를 나타냈다. 연구진은 "이는 저전력 센서 구동을 위한 발전 시스템으로 충분히 활용될 수 있는 수준"이라고 설명했다.

연구진은 열전 발전기 부품을 만들기 위해 우선 미세한 두께의 결정성 구리 호일을 황 용액에 담근 후, 구리 황화물이 결정화될 때까지 온도, 시간, 그리고 반응 농도를 제어해 구리 황화물이 만들어지는 것을 조절했다.

[e-mail] 김만기 기자