조성래 울산대학교 물리학과 교수팀(이하 조 교수팀)은 열에너지를 전기에너지로 변환하는 효과를 극대화할 수 있는 열전반도체 신물질을 개발했다고 25일 밝혔다.
조 교수팀은 주석-셀레나이드(SnSe) 결정에서 일부 주석을 비스무스(Bi) 원소로 치환한 `n-형 SnSe 단결정`을 만들었다.
주석과 비스무스는 크기는 비슷하지만 비스무스가 전하를 주석보다 하나 더 가지고 있는데, 일부 주석을 비스무스로 대체하면 과잉된 전하로 인해 에너지 전환 효율을 극대화할 수 있다.
이 새로운 물질의 발전효율은 10%로 나타났다. 현재 상용화된 열전반도체 `비스무스 텔루라이드(Bi-Te)계 물질`의 효율 5%보다 2배 가량 높다.
조성래 교수는 “개발 신물질의 효율은 현재 세계 최고 수준이다. 쓰레기를 태우는 폐열을 전기로 전환할 수 있어 에너지 고갈과 환경오염 문제 해결 등에 활용할 수 있다”고 말했다.
연구 성과를 담은 논문은 `네이처 커뮤니케이션즈`에 실렸다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
