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고효율 열전재료의 개발과 실용화

전문가 제언: ○ 에너지 대량소비로 화석연료가 고갈되어 가고 그 연소로 배출되는 가스로 지구온난화가 사회문제로 되고 있다. 이 문제를 완화하는 기술로 최근 열전변환재료의 이용이 각광을 받고 있다. 그러나 열전재료를 이용하여 열을 전기로 변환하는 것은 효율이 높지 않아 열전발전은 극히 제한된 상황에서만 이용되고 있다.

○ 열전현상은 양자역학과 고체물리가 발전한 1930년대 후반부터 발전하기 시작하였으며, 반도체를 열전재료로 이용할 경우 그 성능이 현저히 높아지는 것이 A. Ioffe에 의하여 발견되었다.

○ 열전 재료는 아직까지는 에너지 절략에는 크게 기여하지 못하고 있으나 특정 분야에서는 많은 장점이 있다. 즉 열전 재료를 이용하면 기기의 소형화가 용이하고, 가동부분을 필요로 하지 않으므로 장치가 간결해지며 열원을 가리지 않고 안정한 전력이나 냉동을 할 수 있다. 특히 무 소음으로 작동이 가능하여 앞으로 이와 같은 분야에는 수요가 점점 많아 질것으로 것으로 추측된다.

○ 열전 재료의 높은 성능조건은 규명되고 있으나, 에너지 절약에 이바지할 만한 조건은 아직 찾지 못하고 있다. 이 조건을 찾아야 에너지도 절약되고 지구환경 개선에도 이바지 될 것 같다. 하루빨리 이 분야의 연구가 활발하게 이루어져 적은 에너지라도 절약할 수 있고 지구환경 문제 해결에도 크게 이바지되기를 기대한다.

○ 우리나라에서도 이 분야의 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 한국과학재단의 금속간화합물을 이용한 연료전지 시스템, 산업자원부-에너지 관리공단의 연료전지용 신 합금 등 많은 연구가 진행되고 있다. 사용 에너지의 70%가 대기 중으로 방출되는 것을 회수하기 위해서는 간편하고 소형의 이 재료가 가장 적합한 방법이라고 생각된다.

저자: Tsunehiro Takeuchi
자료유형: 학술정보