나노기술 및 정책 정보

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● 중국 시안교통대학교의 왕훙 교수 연구팀이 1차원(1D) 탄소나노튜브의 이방성 전도율과 등방성 제벡계수 특징을 활용한 도핑 및 냉간 프레싱을 통해 고역률의 탄소나노튜브 필름 제조에 성공

● 경량·저비용 플렉서블 열전(TE) 소재는 열 손실을 최소화하여 강성재료 대비 열-전기 전환효율을 높이는 것이 가능

● 다중벽 탄소나노튜브는 기계적 특성과 전기적 특성이 뛰어나나 역률(PF)이 단일벽/이중벽 탄소나노튜브보다 훨씬 낮은 것이 특징

● 연구팀은 탄소나노튜브를 제조하는 것과 동시에 폴리에테르이미드(PEI)와 테트라시아노퀴노다이메탄(TCNQ)을 이용하여 탄소나노튜브 필름에 P형 도핑 및 n형 도핑을 진행하였고, 이어서 열전 성능을 높이기 위해 냉간 프레싱을 진행

● 이 방법으로 열전 성능이 각각 1800µW m−1K−2 및 1000µW m−1K−2 에 달하는 다중벽 탄소나노튜브 필름을 제조

● 또한, 다중벽 탄소나노튜브 필름으로 TEG(TE generator)를 제조하였고, 이 열전소자로 수산화나트륨 수용액을 전기분해하여 수소가스를 제조

● 연구팀이 개발한 다중벽 탄소나노튜브 필름의 역률 개선 방법은 1차원 소재 기반의 다른 복합재에 적용이 가능하며 다양한 고역률 플렉서블 열전소재 제조에 기여할 것으로 전망

※ Advanced Functional Materials(2022.05.03.),“Anisotropic Electrical Conductivity and Isotropic SeebeckCoefficient Feature Induced High Thermoelectric PowerFactor >1800µWm -1K -2 in MWCNT Films”