나노기술 및 정책 정보

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토호쿠대학(東北大學)과 칭화대학교의 공동 연구팀은 높은 열전 변환 효율을 갖는 단결정 열전 재료를 개발하는 방법으로 단결정에 점결함을 도입. 열전재료는 열에너지로부터 발전(発電)할 수 있는 재료로, 온도차를 냈을 때의 기전력(제벡 계수)과 전기 전도도가 높고, 열전도율이 낮을수록 열전 변환 효율이 높아짐. 단결정 및 다결정을 비교할 경우, 단결정일 때는 전기 전도도는 높지만, 열전도율도 높기 때문에 과거에는 다결정 열전 재료가 개발되어 왔음. 연구진은 단결정에 ‘점 결함’을 도입한 결과, 다결정일 때 보다 열전도율이 낮아지는 반면, 전기 전도도는 별로 변화하지 않는다는 것을 확인함. 본 연구를 발전시킴으로써 열전 변환 효율이 높은 단결정 열전 재료 개발이 가능해짐. 따라서 열에너지를 전력으로 변환하는 에너지 하베스팅이 실현될 수 있을 것으로 기대됨. 본 연구 성과는 ‘Scientific Reports’ (Control of the Thermoelectric Properties of Mg2Sn Single Crystals via Point-Defect Engineering)에 게재됨.