한국연구재단은 이현정 국민대 교수팀이 열을 전기로 바꾸는 에너지 효율을 기존보다 1200배 증가시키 3차원 구조 그래핀 소재를 개발했다고 1일 밝혔다.
그래핀은 탄소 원자로 이뤄진 얇은 막이다. 전기 전도도가 높고 추출·가공이 쉬워 `꿈의 소재`로 불린다.
하지만 열 전도도 역시 높아 `열전 성능지수(열과 전기 간 변환 성능)`가 낮다.
열전 성능지수를 높이기 위해서는 전자의 밀도를 낮춰야 하는데, 소자 성능도 함께 떨어지게 된다.
연구팀은 산화 그래친에 고분자 콜로이드 입자(구형태 고분자 입자)를 더한 다공성 구조 그래핀 필름을 개발했다. 다공성 구조는 전자는 쉽게 전달되지만 빈 공간 탓에 열 전달이 어렵다.
연구팀이 개발한 그래핀 필름 열·에너지 전환 효율은 기존에 비해 1200배 증가한 것으로 나타났다.
새 그래핀 소재는 3차원 구조를 구현, 2차원 단면구조로 만들기 어려운 웨어러블 기기 적용도 가능해졌다.
이현정 교수는 “그래핀 소재의 열전 효율이 높아져 폭넓은 응용이 가능해졌다”면서 “웨어러블 디바이스 에너지 소자로도 사용할 수 있다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com