나노복합체 열전전환재료와 생산 공정

전문가 제언

○ 나노크기 포논-산란입자들에 의해 큰 열전도도 감소효과로 열전전환성능이 상당히 개선된 나노크기 복합체 열전전환 재료와 재료의 생산 공정을 발명했다. 종래의 전력발전 기술과 비교하여 열전전환 재료를 사용한 열전발전소자는 단순한 구조, 높은 내구성, 용이한 미세화, 고도신뢰성, 유지비 무료, 긴 수명, 저온폐열의 활용 등 이점도 갖는다.

○ 종래의 압축형 냉각기술과 비교하여 열전전환 재료를 사용한 열전냉각소자는 탄화플루오르가 불필요하므로 환경오염 방지, 소형화 용이, 비가동성 성분 이용, 무음향 잡음 등 이점들을 갖는다. 특히 최근에 에너지와 환경문제의 심각성 증가에 대응하여 열전전환 재료의 실제적 사용은 석유공정, 야금 및 전력산업의 폐열 활용은 물론 항공우주산업, 국방 증강, 마이크로전자공학분야 등 광범위한 응용이 기대된다.

○ 발명의 실시 사례에서 나노복합체 열전전환 재료에서는 포논들은 낱알내부의 포논-산란입자에 의한 산란은 물론 낱알경계상과 결정낱알-결정경계상 계면에서도 포논산란입자들에 의해서 산란되므로 3배의 산란효과를 얻게 된다. 결과적으로 열전도도는 크게 감소되고 극도로 높은 열전전환용량이 얻어진다.

○ 나노복합체 열전전환 재료에 사용된 조성시스템은 필연적으로 제한되지 않지만 시스템들은 (Bi,Sb)2 (Te,Se)3, CoSb3, PbTe, SiGe, MgSi, TiNiSn, ZrNiSn시스템들 등을 포함한다. 발명의 실시 사례에서 첫째 포논산란입자로서 SiO2와 둘째 포논산란입자로서 Sb2O3를 (Bi,Sb)2Te3 열전전환 재료의 매트릭스에 분산시켜서 나노복합체 열전전환 재료를 얻었다.

○ 큰 Seebeck계수와 전기전도도 및 작은 열전도도의 최고 열전전환 성능이 기대되는 최적 조성시스템과 포논산란입자를 선택하여 나노크기 포논산란 입자들이 열전전환 매트릭스에 분산되는 메커니즘에 따라 나노복합체 열전전환 재료를 생성하는 공정을 디자인하고 그 생산 공정으로 생산될 열전전환 전류의 실용은 방대한 청정에너지 활용산업에 해당된다.

저자

TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA

자료유형

특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2011

권(호)

WO20110086464

잡지명

PCT특허

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

~27

분석자

여*현

분석물

• 나노복합체 열전전환재료와 생산공정.pdf [322,039 byte]

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