나노기술 및 정책 정보

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● 미국 Paul Thibado 교수(University of Arkansas) 연구팀은 다이오드 및 커패시터를 가진 회로에 연결된 프리스탠딩 그래핀의 열 변동(thermal fluctuation)이 커패시터를 충전하는 효과가 있다는 사실을 입증

● 연구팀은 저장 커패시터의 초기전하가 0일 때 회로가 열적 환경으로부터 전력을 유도해 커패시터를 충전하며, 이때 충전 과정 전반에 걸쳐 열역학 제1, 2법칙이 모두 만족되는 것으로 확인

● 또한, 커패시터가 클수록 전하 저장량이 늘어나며 그래핀의 커패시턴스가 낮을수록 충전속도는 빨라지고 방전속도는 느려지는 현상을 발견했으며, 지열로부터 에너지를 받아 커패시터에 저장할 수 있는 회로의 수학적 설계를 제안

● 본 연구는 비선형 열전효과를 실증한 사례로, 온도차나 온도구배에 의존하지 않고 단일 온도만을 이용하는 열전 시스템을 구현하는 초석이 될 것으로 기대

Physical Review E (2023.08.16.), Charging capacitors from thermal fluctuations using diodes