자유자재로 구부러지는 유연한 열전 소재 개발

화학연 개발 스펀지형 소재, 1만번 압축해도 특성 유지

자유자재로 구부러지는 열전소재가 나왔다.

한국화학연구원은 조성윤 박사 연구팀이 열원 형태와 관계없이 어디든 붙일 수 있는 '스펀지형 열전소재'를 개발했다고 7일 밝혔다.

열전소재는 열을 전기로 바꿔주는 소재다.

온도 차에 의해 전기를 발생시키는 원리이다.

발전소 굴뚝에 열전소재를 붙이면 굴뚝 내부 고온(150도)과 바깥 상온(30도)과의 온도 차로 전기가 만들어진다.

기존 열전소재는 무기 소재로 만들어져 유연하지 않은 데다 제조공정도 까다롭고 복잡했다.

연구진은 스펀지에 탄소나노튜브를 분산시킨 용매를 코팅해 완전히 유연한 열전소재를 개발했다.

탄소나노튜브는 속이 빈 원기둥 모양 탄소 소재로 전기 전도도가 높고 기계적 강도도 강해 차세대 신소재로 주목받고 있다.

이번에 개발한 스펀지형 열전소재는 압축하고 복원하는 과정을 1만차례 반복해도 형태는 물론 전기적 특성을 그대로 유지할 수 있다.

스펀지의 무수히 많은 기공 덕분에 변형에 강한 성질을 나타낸다.

또 압력이 커질수록 발전량도 많아져 열전소재를 압축했을 때 최대 2㎼(마이크로와트)의 전기를 생산할 수 있다.

이는 압축 전 발전량보다 10배가량 높은 것이다.

거푸집 없이도 간단하게 제조할 수 있어 대량생산에도 적합하다고 연구팀은 설명했다.

조성윤 박사는 "지금까지 개발된 유연한 열전소재는 지지체나 전극의 유연성을 이용한 것으로 소재 자체를 유연하게 만든 것은 이번이 처음"이라며 "웨어러블 기기 등에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '나노 에너지'(Nano Energy) 지난달 호에 실렸다.

/연합뉴스