국내연구진이 열을 전기로 변환하는 ‘하프호이즐러’ 물질의 나노구조 제어에 성공했다.
한국과학기술원(KAIST)은 신소새공학과 최벽파 교수와 경북대 이승훈 교수 공동연구팀이 준 안정상을 활용해 하프호이즐러 열전재료의 나노구조를 제어하는 새로운 방법을 개발했다고 11일 밝혔다.
하프호이즐러는 금속 간 화합물의 일종으로 열전발전이나 태양광, 자성재료 등의 에너지 재료로 각광받는 물질이다.
하프호이즐러는 폐열이 풍부하고 중온 영역에서 높은 효율의 열전발전이 가능하다. 특히 열 안정성과 기계적 강도가 우수하고 온도 차이를 전력으로 변환하는 정도인 제백 계수와 출력 계수가 높다.
다만 높은 열전도도로 인해 낮은 열전성능이 약점인데, 연구팀은 준 안정상 결정화 방법을 이용해 비교적 저온에서 짧은 열처리를 통해 나노 석출물이 존재하는 복잡한 나노구조를 만들었다.
연구팀은 이 방법이 쉽고 경제적이면서도 복잡하고 세밀한 나노구조 형성이 가능하다고 설명하고 있다.
또 연구팀은 3차원 원자 탐침 현미경과 투과 전자 현미경을 활용해 하프호이즐러 물질 내부에 존재하는 수 나노미터의 풀호이즐러 석출물 존재를 규명하는데도 성공했다.
최벽파 교수는 "이번 연구에서 새롭게 제안된 방법을 활용해 만든 열전재료는 기존 대비 복잡한 나노구조를 갖고 있어 3배 이상의 열전도도 감소와 함께 열전발전 성능도 획기적으로 증가하는 효과가 있을 것으로 기대된다ˮ고 밝혔다.
저작권자 © 충청뉴스 무단전재 및 재배포 금지
