세계 최고효율 열전 소재 개발

김성웅 IBS 연구위원

국내 연구팀이 세계 최고 효율의 열전(熱電) 소재를 개발했다. 열전 소재란 소재 양면의 온도차에서 생기는 열을 이용해 전기를 만드는 신소재다. 옷에 붙여 체온을 이용해 전기를 만들거나 자동차 엔진이나 머플러에서 손실되는 열로 전기를 생산하는 등 다양한 분야에 활용할 수 있다.

김성웅 기초과학연구원(IBS) 나노물리연구단 연구위원(성균관대 에너지과학과 교수·사진)은 기존보다 2배 가까이 효율이 높은 새로운 열전 소재를 개발해 학술지 ‘사이언스’ 3일 자에 발표했다. 이번 연구에는 성균관대와 삼성전자 종합기술원이 공동 참여했다.

열전 소재는 이론적으로 열만 있으면 전기를 만들 수 있기 때문에 활용도가 높다. 하지만 지금까지 개발된 열전 소재는 효율이 낮아 일상생활보다는 미사일 열 추적 장치 등 제한된 분야에만 쓰였다.

연구팀은 열전 소재를 구성하는 금속의 경계면을 정교하게 조절하는 방식으로 전기 전도도는 높이고 열 전도도는 최대한 낮춰 세계 최고 효율을 달성하는 데 성공했다. 김 연구위원은 “열전 소재가 개발된 뒤 70년간 병목 상태였던 효율 문제를 처음 해결했다는 데 의미가 있다”면서 “이번에 개발한 제작 공정은 대량 생산에도 유리한 만큼 상용화에서는 미국, 일본 등 선진국보다 우리가 가장 앞섰다”고 말했다.

이우상 동아사이언스 기자 idol@donga.com