고효율 고체산화물형 연료전지를 위한 열전모듈 개발

전문가 제언

○ 에너지 절약에 대한 관심이 고조되면서 폐열을 유용하게 이용하는 열전변환이 관심을 받고 있다. 사용되지 않고 폐기되는 열은 총량적으로는 보면 막대하지만 하나하나의 시스템에서 개별적으로 폐기되는 양은 많지 않다. 이와 같이 시스템 하나하나에서 배출되는 작은 양의 폐열을 전기에너지로 변환할 수 있는 가장 유력한 기술로 열전변환(열전발전)이 주목받고 있다.

○ 열전발전의 보급을 활성화하기 위해서는 높은 전환효율이 요구되는데, 현재의 열전재료는 변환효율이 충분하지 못하다. 또한 넓은 온도범위를 한 종류의 열전재료가 담당하는 것도 어렵기 때문에 캐스케이드 모듈 개념으로 시스템을 구축할 필요가 있다. 따라서 저온, 중온, 고온의 범위에서 열전변환 효율이 높은 재료의 개발이 필요할 것으로 보인다.

○ 현재 높은 열전변환 효율을 가진 재료로는 Bi-Te, Pb-Sb, Si-Ge계 등 금속간화합물이 있는데, 이러한 재료는 고온에서 내구성과 내산화성이 부족하고 가격도 저념하지 않다. 따라서 이러한 문제를 해결할 수 있는 재료로서 산화물 열전재료가 주목을 받고 있는데, 산화물을 열전재료를 이용하면 400℃ 정도의 고온에서 약 9%의 발전효율을 얻을 수 있다.

○ 우리나라도 한국기계연구원에서 세계 최고수준의 열전효율을 나타내는 열전박막 개발에 성공하였으며, 대학에서도 열전소자 계면에서의 확산현상 연구, 산화물 열전모듈의 발전특성 연구가 수행되고 있으며, 산업체에서도 발전용 열전모듈의 제조기술에 관해 다수의 특허를 확보하고 있으나 외국에 비해서는 활발한 연구가 수행되지 못하고 있다. 그러나 열전변환방식은 기술개발에 따라 활용분야가 자동차, 소각로, 연료전지 등 다양하므로 미래지향적 입장에서 활발한 연구개발이 필요하다고 생각된다.

저자

YAMAMOTO Atsushi, KUNII Masaru, TAKAZAWA Hiroyuki, LEE Chul-ho, OHTA Michihiro and KATO Toru

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

에너지

연도

2011

권(호)

87(12)

잡지명

プラズマ核融合學會誌

과학기술
표준분류

에너지

페이지

825~829

분석자

이*순

분석물

• 고효율 고체산화물형 연료전지를 위한 열전모듈 개발.pdf [233,236 byte]

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