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

  • 맑음울릉도20.0℃
  • 맑음의령군20.3℃
  • 맑음봉화13.4℃
  • 맑음구미20.1℃
  • 맑음북부산22.4℃
  • 맑음남해20.3℃
  • 맑음서울22.6℃
  • 맑음강릉19.7℃
  • 맑음밀양21.4℃
  • 흐림성산23.1℃
  • 흐림임실21.2℃
  • 구름많음거창19.5℃
  • 흐림부여20.9℃
  • 맑음거제22.0℃
  • 맑음산청20.2℃
  • 맑음장흥22.2℃
  • 맑음경주시18.1℃
  • 맑음세종20.9℃
  • 맑음동해19.6℃
  • 맑음청송군14.7℃
  • 맑음보은18.3℃
  • 비서귀포22.7℃
  • 구름많음순창군22.3℃
  • 맑음합천19.9℃
  • 맑음북강릉19.4℃
  • 맑음영월16.1℃
  • 흐림부안23.5℃
  • 맑음영천18.1℃
  • 맑음철원17.8℃
  • 맑음청주24.3℃
  • 맑음포항20.1℃
  • 맑음목포22.9℃
  • 구름많음영광군22.7℃
  • 맑음창원21.5℃
  • 맑음태백12.3℃
  • 구름많음서산19.4℃
  • 맑음순천17.9℃
  • 맑음보성군20.9℃
  • 맑음제천16.1℃
  • 흐림보령21.0℃
  • 맑음함양군19.8℃
  • 맑음울진19.3℃
  • 맑음고창군23.5℃
  • 맑음홍천17.9℃
  • 맑음강화19.1℃
  • 맑음인천21.4℃
  • 맑음정선군13.9℃
  • 맑음북춘천18.1℃
  • 맑음강진군22.3℃
  • 맑음백령도19.4℃
  • 구름많음군산21.5℃
  • 흐림장수18.8℃
  • 맑음진주18.9℃
  • 맑음파주18.6℃
  • 맑음원주19.4℃
  • 구름많음정읍23.3℃
  • 맑음영덕16.9℃
  • 흐림천안19.2℃
  • 맑음북창원23.6℃
  • 구름많음서청주20.9℃
  • 흐림완도21.1℃
  • 구름많음여수22.1℃
  • 구름많음홍성20.5℃
  • 맑음광주22.9℃
  • 맑음김해시22.2℃
  • 맑음광양시22.0℃
  • 맑음대관령11.8℃
  • 맑음대전21.8℃
  • 구름많음남원22.3℃
  • 맑음양산시23.0℃
  • 흐림고산22.1℃
  • 맑음속초20.3℃
  • 맑음부산22.3℃
  • 맑음고흥21.5℃
  • 맑음울산20.0℃
  • 맑음추풍령19.1℃
  • 구름많음해남22.0℃
  • 맑음수원20.3℃
  • 맑음금산19.4℃
  • 구름많음고창23.8℃
  • 맑음통영21.0℃
  • 맑음의성16.5℃
  • 맑음영주15.8℃
  • 맑음안동18.3℃
  • 맑음양평19.7℃
  • 구름많음전주23.0℃
  • 비제주22.9℃
  • 맑음춘천18.1℃
  • 맑음이천18.8℃
  • 구름많음진도군22.5℃
  • 맑음동두천19.8℃
  • 맑음문경17.7℃
  • 맑음대구20.5℃
  • 맑음인제16.7℃
  • 맑음상주19.6℃
  • 맑음충주19.3℃
  • 맑음흑산도19.6℃

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]