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열전 금속간 화합물-나노 스케일 결함제어와 특성개선

전문가 제언: ○ 열전재료(熱電材料)는 열에너지와 전기에너지를 가동부(可動部)의 사용 없이 직접 상호교환이 가능한 재료다. 그러므로 과거서부터 공간을 절약하고, 높은 신뢰성을 필요로 하는 부분에서 사용되어 왔다. 지금까지 사용하지 못했던 적은 열에너지를 전기에너지로 회수하는 것이 검토되고 있다.

○ 주기율표에서 Re보다 Fe, Ru는 우측에 위치하며 이들로 일부를 치환하면 원자 공공농도가 증가하고, Re보다 주기율표에서 좌측에 위치하는 Cr, Mo, W로 치환하면 가전자가 적은 원자로 원자 공공의 농도가 저하됨은 예측할 수 있다. 이와 같이 공공의 농도와 배열을 인위적으로 변화할 수 있다.

○ 배열 변화에 대해서도 시아 구조가 될 경우와 어댑티브 구조가 될 경우를 예측할 수 있으며 이 예측으로 열전특성이 Mo 치환재와 같이 성능이 향상되고 W 치환재와 같이 성능이 저하되는 것을 예측할 수 있다.

○ 1821년에 독일의 Seebeck이 온도차에 의한 전력발생을 발견한 이래 많은 연구를 하여왔으며 최근에는 자동차의 에너지 절감을 위한 프로젝트로 자동차 배기가스의 열(자동차 연료의 70%가 배기열로 소모됨)을 회수하여 에너지를 절약하는 분야로도 많은 연구를 하고 있다.

○ 특히 이 장치는 적은 공간에서 다른 기계설비 없이 간단하게 열전재료만 잘 선정하면 효과적으로 이용할 수 있는 분야이므로 앞으로 소형냉장고, 차량냉장고, 자동판매기, 의료용 찜질팩 등 그 응용분야가 무궁무진할 것으로 기대된다. 이와 같이 응용분야가 많고 가동부의 큰 설비 없이 사용할 수 있음을 감안하면 나노 스케일 구조 연구가 한층 더 중요하고 연구되어야 한다고 생각한다.

저자: Tanaka Katsushi, Kishida Kyosuke , Inui Haruyuki
자료유형: 학술정보