고온용 제백 계수 및 전기저항 측정기

전문가 제언

○ 물질의 제백 계수는 온도 차에 의해 생성되는 열전 전압을 표시하며 열전능(thermoelectric power), 열 파워(thermopower)라고도 불리고 단위는 보통 ㎶/K이다. 열전 재료의 제벡 계수는 열전 발전이나 냉각과 같은 재생에너지 응용과 관련된 물리적 성질이다.

 

○ 열전 발전기는 주로 도핑한 반도체를 열전 재료로 사용하며 효율은 5～8%이다. 열전 발전기는 움직이는 부품(moving parts)이 없어 신뢰성이 높으므로 장기간 관리를 하지 않으면서 저전력이 있어야 하는 오지나 우주공간과 같은 환경에 유용하다. 또한, 자동차의 폐열을 이용하여 연료효율을 높이거나, 기타 폐열을 이용한 발전도 실용화되었다.

 

○ 이 논문에서는 열전 재료 응용에서 중요한 온도영역인 300～1,000K에서 제벡 계수와 전기저항을 동시에 측정할 수 있는 장치를 설계 제작하여 자세히 소개하였다. 이 장치의 특기할 구조는 3쌍의 비드리스(beadless) 열전대를 갖춘 샘플 홀더, 외부자기장의 효과를 배제한 마이크로 히터, 다양한 형태의 샘플을 두 개까지 측정할 수 있는 제어시스템이다. 기준물질로 사용한 백금선과 니오븀 막대에 대한 제벡 계수와 저항측정의 오차는 각각 2.6%와 1%로 좋은 결과를 얻었다.

 

○ 열전소자 개발과 응용에 관한 연구는 선진국을 중심으로 활발하다. 미국에서는 NASA, MIT 등에서 초격자, 나노점 등을 이용한 새로운 소자개발이 추진되고 있으며, 유럽에서는 독일의 프라운호퍼 연구소와 벤츠, BMW 등 자동차 생산기업과의 협력연구가 활발하다. 열전 발전에서 세계 최고 수준인 일본의 경우, 신에너지 개발기구(NEDO)의 프로젝트에 나노구조의 열전소자 개발이 포함되어 있다.

 

○ 국내에서도 전기연, 기계연, ETRI 등의 출연연구소에서 열전발전과 열전소자 개발연구가 수행 중이며, 표준연은 열전소자 성능평가기술에서 좋은 결과를 얻고 있다. 연세대, 서울대, 성균관대, KAIST 등에서도 나노기술을 이용한 기초 및 응용연구가 활발하다. 열전 효과의 기초인 제백 계수와 전기저항을 효율적으로 측정할 수 있는 이 논문이 연구자들에게 크게 도움이 될 것이다.

 

저자

Murat Gunes, Mehmet Parlak, Macit Ozenbas

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2014

권(호)

25()

잡지명

Measurement Science and Technology

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

05590101~05590110

분석자

박*철

분석물

• 고온용 제백 계수 및 전기저항 측정기.pdf [481,373 byte]

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