국내 연구진이 유연성과 성능을 모두 잡은 탄소나노튜브 기반 열전소재를 개발했다. 이 소재는 형상에 관계 없이 다양한 열 공급원에 부착 가능한데다 열전 성능 또한 높아 활용도가 높다.
한국화학연구원은 조성윤 화학소재연구본부 박사팀이 열전소재로 쓸 수 있는 새로운 탄소나노튜브 폼을 개발했다고 20일 밝혔다.
열전소재는 주변 열 에너지로 전기를 생산하거나 전기에너지를 열로 바꾸는 소재다. 문제는 기존 열전소자가 무기소재를 기반으로 해 전기전도도는 높지만 무겁고 유연하지 않다는 점이다. 최근 주목받는 탄소나노튜브는 전기전도도가 높으면서 전기 특성 개선도 쉽다. 그러나 열전소자에 적합한 두께로 적층하는 것이 어렵고 열전도도도 높았다. 열전도도가 높으면 열전소재 내 온도차가 적어 열전성능이 급감한다.
연구팀이 만든 탄소나노튜브 폼은 스펀지처럼 내부에 수많은 기공을 지녀 열전도도는 160분의 1 수준으로 낮다. 소재 내 온도차가 2배 이상이어서 열전성능이 매우 높다. 5밀리미터(㎜) 수준으로 적층이 가능하고, 매우 유연하다. 변형에도 강해 1만번 이상 굽혔다 피는 과정을 반복해도 전기 특성을 유지하는 것으로 나타났다.
조성윤 박사는 “이번에 개발한 열전소재는 기존 무기기반 소재의 한계를 극복한 것”이라며 “다양한 열전분야 응용가능성을 확인했다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
