늘어나거나 구겨져도 제 기능을 발휘하는 자가회복 열전소재가 개발됐다.
울산과학기술원(UNIST·총장 이용훈)은 장성연 UNIST 에너지 및 화학공학부 교수팀과 전주원 국민대 응용화학부 교수팀이 공동으로 고신축성에 자가회복 기능을 지닌 '이온성 고분자 열전소재'를 세계 처음으로 개발했다고 18일 밝혔다.
열전소재는 열에너지를 전기에너지로 바꾸는 열전발전 소재다.
기존 열전소재는 대부분 딱딱한 무기물질이어서 쉽게 파손되고 변형이나 기계적 손상에 취약하다. 반면 유기물 기반 열전소재는 유연·신축성은 좋지만 열전변환 효율이 높지 않다는 문제를 안고 있었다.
공동연구팀은 '전도성 고분자'와 '전해질 고분자'를 복합화하고 여기에 극성결합을 촉진하는 물리적 가교제를 첨가해 새로운 유기물 기반 열전소재를 개발했다.
이 소재는 '전자' 대신 '이온' 이동으로 전압이 발생해 열전변환 효율이 높다. 유기고분자 구조여서 신축성이 좋아 늘어나거나 구겨지고 심지어 찢어져도 높은 회복성을 나타낸다.
소재 열전성능지수(ZT)는 1.04로 이제껏 개발된 유기 열전소재 가운데 가장 높았다. 원래 길이의 7.5배까지 늘어나도, 반복 늘림과 절단에도 열전 기능을 유지했다.
장성연 교수는 “높은 열전변환 효율과 자가 회복 특성을 동시에 갖춘 유기열전소재다. 인체의 열을 전기에너지로 바꿔 각종 웨어러블 기기 동력원으로 활용할 수 있는 스마트의류 시대를 앞당길 것”이라 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
