폐열을 전기로…'고성능 웨어러블 열전소재' 개발

화학연 탄소나노튜브 활용 성공

한국화학연구원은 신소재 탄소나노튜브를 이용해 유연하면서도 열전 성능이 높은 열전소재를 개발했다고 13일 밝혔다.

열전소재는 열을 전기로 바꿔주는 소재다. 온도 차에 의해 전기를 발생시키는 원리다. 발전소, 선박, 차량 등에서 발생하는 폐열이나 사람의 체온 등에서 발생하는 열을 활용할 수 있어 지속 가능한 에너지원으로 떠오르고 있다.

기존 열전 소재로 쓰이는 금속 기반 무기물은 성능은 높지만, 유연성이 떨어진다.

연구팀은 전기 전도도와 유연성이 높은 차세대 신소재인 탄소나노튜브를 이용한 열전소재에 대한 연구를 지속해 왔다.

속이 빈 원기둥 모양의 탄소 소재인 탄소나노튜브는 유연성은 좋으나 열전 성능이 낮고 기계적 내구성이 부족하다는 한계가 있다. 화학연 한미정·강영훈 박사팀은 탄소나노튜브와 비스무스, 안티몬, 텔루라이드를 다공성 폼 형태로 결합해 열전 성능을 극대화한 유연한 열전 발전기를 개발했다.

틀에 재료 분말을 채워 열을 가해 굳어지도록 만든 뒤 열전소재 물질을 내부 구멍에 균일하게 분포하게 만드는 방법이다.

[e-mail] 연지안 기자