과제명 : 에너지변환용 열전발전재료의 개발동향

분석구분

기술동향분석

과제수행자

심*동

분석일

2011-01-05 13:22:36.0

기술산업분류

에너지

작성기관

한국과학기술정보연구원

키워드

에너지변환  열전발전재료  

과학기술표준분류

에너지 · 자원

내용

지구온난화와 고유가에 대한 대응으로서 새로운 대체에너지 기술의 개발이 세계적 이슈가 되고 있다. 이러한 대체에너지 기술의 하나로서 재료의 양단에 온도차가 존재하면 기전력이 발생하는 Seebeck효과를 이용하는 열전발전(Thermoelectric Generation)이 있다. 열전발전은 고체전자회로를 이용하는 것이므로 작동부분이 없어 구조가 간단하고 이용할 수 있는 열원이 다양하여 그린에너지 기술로서 주목되고 있다.

열전발전에 이용할 수 있는 열전재료에는 저온용으로 Bi-Te계, 중온용으로 Pb-Te계, Ge-Te계 및 Si-Ge계, 고온용으로 천이금속 규화물계가 있다. 그러나 조성제어와 도핑에 의존하는 기존의 재료설계 기법에 의한 재료성능의 개선은 거의 한계에 도달하고 있다. 따라서 break through를 위한 새로운 재료기술로서 ① PGEC(Phonon Glass Electron Crystal)개념에 기초하는 신재료의 개발, ② 나노구조제어와 차원제어에 의한 고성능 특성의 발현, ③ 저환경부하 및 저가격화를 고려한 원료의 사용 등 세 방향에서 연구개발이 세계적으로 전개되고 있다.

국내의 경우에도 일부 연구기관과 대학에서 열전재료에 관한 연구가 수행되고 있으나 주로 재료특성에 관한 기초연구에 치중되고 있다. 따라서 열전발전의 실현을 위해서는 실용화를 전제로 하는 고성능 재료의 제조기술, 신재료의 개발, 열전응용을 위한 소자화 및 모듈화 연구가 병행되어야 할 것이다.

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