‘2배 효율’ 세계최고 수준 열전소재 개발

기초과학硏, 김성웅 연구팀

열을 전기로 바꿔주는 열전소재는 일상이나 산업현장에서 버려지는 열을 전기로 전환해 재활용할 수 있게 해주는 만큼 ‘꿈의 소재’로 불리지만, 현실에서는 쓰임새가 제한적이다. 체온을 이용해 모바일 기기의 배터리를 충전하거나 자동차 엔진 또는 배기가스의 폐열을 전기로 바꾸는 데 접목되기 시작했지만 초보 단계에 그치고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 세계 최고 성능의 열전소재를 개발해 주목받고 있다.

2일 미래창조과학부에 따르면 기초과학연구원(IBS)의 나노구조물리연구단 연구팀은 이런 성과를 담은 논문을 과학전문 잡지 ‘사이언스’에 3일 게재했다.

연구진은 새로운 금속공학적 방법을 이용해 대표적인 열전소재인 ‘비스머스 안티모니 텔루라이드’의 성능을 높였다. 그 결과 이 소재는 상온에서 열전성능지수(zT)가 2.0으로 나타나 1.0∼1.2인 기존 소재의 두 배 가까이 됐다.

이번 연구를 이끈 김성웅(사진) 연구위원(성균관대 에너지과학과 교수)은 “이번 연구는 제조방식이 간단해 대량생산이 가능한 공정을 이용해 세계 최고 효율의 에너지 변환 열전소자를 구현했다는 데 의의가 있다”고 밝혔다. 이어 “상용화가 가능한 소재의 성능을 100으로 볼 때 미국 등에서 개발한 소재는 40 정도인데, 우리는 70 정도로 높여 선진국보다 한발 앞서게 됐다”고 덧붙였다. 이번 연구에는 성균관대와 삼성전자 종합기술원도 참여했다.

황계식 기자 [e-mail]