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

  • 구름많음백령도18.0℃
  • 맑음동해19.0℃
  • 흐림장수18.8℃
  • 구름많음거제22.0℃
  • 맑음북춘천17.7℃
  • 맑음부안23.0℃
  • 구름많음여수21.8℃
  • 맑음청송군14.4℃
  • 구름많음진도군22.2℃
  • 맑음안동18.1℃
  • 맑음정읍22.9℃
  • 구름많음강진군22.1℃
  • 흐림흑산도19.4℃
  • 맑음서울22.3℃
  • 맑음동두천19.4℃
  • 맑음산청19.2℃
  • 맑음남원21.8℃
  • 맑음해남21.7℃
  • 맑음영월15.1℃
  • 맑음함양군18.8℃
  • 흐림서청주21.2℃
  • 흐림보령21.4℃
  • 구름많음장흥21.0℃
  • 구름많음고산22.2℃
  • 맑음고창22.8℃
  • 박무홍성20.5℃
  • 구름많음완도21.1℃
  • 흐림상주19.7℃
  • 구름많음통영20.8℃
  • 맑음충주20.0℃
  • 맑음구미19.8℃
  • 맑음광주22.5℃
  • 흐림대전22.1℃
  • 흐림천안19.5℃
  • 맑음속초19.6℃
  • 맑음문경17.4℃
  • 구름많음보은18.3℃
  • 맑음태백11.9℃
  • 맑음영주15.7℃
  • 맑음인제16.3℃
  • 맑음홍천17.3℃
  • 맑음북창원22.6℃
  • 맑음전주22.0℃
  • 구름많음부산22.0℃
  • 구름많음임실20.8℃
  • 구름많음울산20.7℃
  • 구름많음목포22.4℃
  • 흐림금산19.7℃
  • 맑음합천19.1℃
  • 맑음의성16.4℃
  • 맑음영천17.2℃
  • 맑음진주18.7℃
  • 맑음의령군19.5℃
  • 흐림부여21.2℃
  • 맑음영광군22.6℃
  • 맑음광양시21.6℃
  • 맑음수원20.1℃
  • 맑음양산시22.7℃
  • 구름많음서산20.2℃
  • 비제주23.0℃
  • 구름많음추풍령18.3℃
  • 맑음순천17.5℃
  • 맑음원주19.5℃
  • 맑음울진18.8℃
  • 맑음김해시21.5℃
  • 비서귀포22.7℃
  • 맑음영덕17.0℃
  • 구름많음고흥20.4℃
  • 맑음정선군13.6℃
  • 맑음대관령11.3℃
  • 맑음봉화12.6℃
  • 맑음파주18.5℃
  • 맑음양평19.1℃
  • 맑음제천15.6℃
  • 흐림세종21.1℃
  • 맑음창원21.1℃
  • 구름많음청주24.3℃
  • 흐림군산22.0℃
  • 맑음순창군21.2℃
  • 맑음이천18.4℃
  • 맑음거창18.5℃
  • 맑음인천21.4℃
  • 맑음경주시17.9℃
  • 맑음대구19.9℃
  • 맑음울릉도20.0℃
  • 구름많음남해20.1℃
  • 구름많음보성군21.5℃
  • 맑음강화18.5℃
  • 맑음북강릉18.2℃
  • 맑음철원17.9℃
  • 맑음포항19.9℃
  • 구름많음성산22.5℃
  • 맑음강릉19.8℃
  • 맑음북부산21.6℃
  • 맑음고창군22.8℃
  • 맑음밀양20.2℃
  • 맑음춘천17.9℃

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]