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한국기계연구원 나노역학연구실 한승우(사진) 박사팀은 지식 경제부 중대형 에너지자원기술개발사업인 '열전 나노구조체 박막 소재 및 모듈화 기술개발' 연구 사업을 통해 진공증착법을 이용한 열전박막(소자)을 개발했다고 4일 밝혔다.
연구진은 증착온도와 압력, 열처리 조건 등의 공정 조건을 최적화해 세계 최고 수준의 열전박막 효율을 달성했다.
지금까지 발표된 독일 마이크로펠트(Micropelt)사의 Bi-Te 박막(N-type)과 Bi-Sb-Te 박막(P-type)의 파워펙터(power factor)는 각각 3 mW/K2m와 4 mW/K2m 였지만 이번에 개발된 열전박막은 각각 3.07 mW/K2m와 4.41 mW/K2m로 높았다.
이번에 개발된 열전발전소자는 주위의 열을 모아 전력을 공급하는 여러 분야에 이용될 수 있는 것으로 신체에 착용, 원격으로 건강 상태를 측정하는 건강진단시스템의 전원 장치로 활용하면 사람의 체온으로도 전원을 공급할 수도 있다.
또 스마트폰, 태플릿 PC, 마이크로 패키지 등 휴대용 전자제품의 소형화 등으로 수요가 늘어난 국소 냉각(hot spot cooling) 기술 등에 응용될 수 있다고 연구진은 설명했다.
한승우 박사는 "활용 분야가 무궁무진한 박막 열전 기술은 그동안 효율이 낮아 산업분야에 적용되지 못했다" 며 "소자설계, 박막소재, 소자공정, 측정평가 등 제품개발에 필요한 모든 요소기술을 포함하는 박막형 열전 기술을 이번에 확보하게 돼 관련 제품의 상용화를 앞당기는데 기여할 것"이라고 밝혔다.
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