나노기술 및 정책 정보

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● 조동휘 박사, 이정오 박사, 이예리 박사(한국화학연구원) 및 전석우 교수(고려대) 공동 연구팀은 물체 간 온도 차이로 발전이 가능한 친환경 열전소재를 대량생산 할 수 있는 기술을 개발

● 연구팀은 비싸고 독성이 있는 기존 상용 열전 소재 재료 대신 인체에 무해하고 저렴한 구리 황화물(CuS)에 주목해 미세한 두께의 결정성 구리 호일을 황 용액에 담근 후 CuS를 결정화했고 온도와 시간, 반응 농도를 정밀하게 제어해 CuS의 성장을 세밀하게 조절했으며 성장 원리를 최초로 규명

● 연구팀이 개발한 CuS 나노 구조 박막은 구리 호일의 습식 식각 공정을 통해, 기판에 반도체를 옮겨 심듯이 유연 기판 등 다양한 기판에 전사(잘라내 붙이기)할 수 있으며, 이에 따라 고온 발생 기계의 폐열회수, 웨어러블 기기의 최첨단 에너지 수확 시스템 등 다양하게 적용할 수 있을 걸로 기대

● 연구팀이 개발한 CuS 나노구조 박막은 650K(367.85℃)에서 ZT 값 0.91을 기록해 기존 상용 열전소재와 비교할 수 있는 매우 높은 열전 성능을 보여줬고 300~400℃ 범위의 산업기계에 적합할 걸로 예상되며, 40K(40℃)의 온도 차가 발생할 경우 CuS 기반 열전 발전기를 사용하여 저전력 센서에 활용 가능한 밀리와트 수준의 전력을 생산할 수 있음을 확인

● 본 연구는 향후 CuS 박막을 다양한 웨어러블 기기와 에너지 하베스팅 기술에 적용하여 상용화될 계획이며 이를 통해 전 세계적으로 에너지 효율성을 높이고 온실가스 배출을 줄이는 데 기여할 것으로 기대

InfoMat (2024.10.16.), Transferable, highly crystalline covellite membrane for multifunctional thermoelectric systems