에너지연, 중온 열전소자 기술 미국화학회 논문 게재

철-니켈층 개발로 세계 최고 수준 출력밀도 달성

한국에너지기술연구원 분리변환소재연구실이 개발한 고성능 중온 열전소자 기술이 미국 화학회 '어플라이드 에너지 머티리얼즈(Applied Energy Materials)에 게재됐다.

열전소자는 열에너지를 전기로 변환하는 에너지 소자로 온도계나 냉각 장치 등에 사용된다.

중온 열전소자는 발전 동작온도가 400~600도로 자동차 폐열 회수, 우주탐사선 전력용 등 신규 열 활용 발전분야에 적용 가능하다.

대표적인 중온 열전소자는 스쿠테루다이트(Skutterudite)다.

소자에 사용되는 티타늄 금속화층의 확산 방지 기능 부족으로 장시간 사용이 불가했다.

이에 연구원은 금속화층으로 철-니켈(Fe-Ni)층을 개발했다.

철-니켈층을 기반으로 한 스쿠테루다이트는 열전변환 출력밀도 2.1W/cm2를 기록하고 20% 향상된 성능을 구현했다.

개발된 스쿠테루다이트는 논문 작성시 세계 최고 수준의 성과로 주목받았다.

박상현 책임연구원 논문 주 저자는 "중온 열전소자가 다양한 열 관련 발전분야에 적용될 수 있는 가능성을 극대화한 것"이라고 말했다.

한편 이번 연구는 에너지연의 2018년도 주요 사업인 '계면 확산 방지형 중온열전모듈 개발'의 일환으로 국내 및 해외 출원이 완료됐다.


김시내 기자