최시영 교수, 진현규 교수
포항공과대학교 연구팀이 기존 열전소자 대비 우수한 에너지 변환 효율을 보이는 차세대 열전소자를 구현하기 위한 방향을 제시했다.

11일 포항공대에 따르면 진현규(기계공학과)·최시영(신소재공학과) 교수 연구팀은 ‘스핀 제벡’열전소자를 구성하는 자성물질의 내부와 표면의 특성을 동시에 최적화해 고효율 열전소자를 설계하는 데 성공했다.

열에너지를 전기에너지로 변환하는 열전기술의 핵심은 소음, 진동, 오염물질의 배출이 없이 에너지 변환을 가능케 하는 열전소자에 있다. 현재의 열전소자는 고체물질에 온도차가 주어졌을 때 온도차와 평행한 방향으로 전류가 생성되는 열전효과인 ‘제백 효과’에 의존하고 있다. 이러한 현상은 열과 전류가 평행한 특성으로 인해 소자 구조가 복잡해지고 공정이 까다로운 한계가 있다. 연구팀은 온도차에 수직인 방향으로 전류가 생성되는 열전효과를 활용하면 소자 구조를 훨씬 단순하게 만들 수 있다는 발상의 전환으로 ‘니켈페라이트-백금’ 이중층 스핀 제벡 열전소자를 구현했다. 기존 열전소자에 비해 단순하고 대면적화에 용이한 소자구조 구현이 가능해졌다. 아울러 간단한 열처리를 통해 효율을 향상시킬 수 있는 방법도 고안했다.

연구를 주도한 진현규 교수는 “향후 고효율 열전소자 개발로 이어진다면, 궁극적으로 에너지 문제와 기후 문제를 경감시키는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다”고 설명했다.

/이바름기자 bareum90@kbmaeil.com

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