연세대 김우철 교수팀, 차세대 고효율 열전소재 개발…버려지는 폐열을 전기로
김우철 교수팀, 연세대학교 기계공학과의 주요 연구팀은 자동차와 발전소, 산업 시설 등에서 발생하는 폐열을 전기에너지로 변환하는 미래 에너지 하베스팅 기술의 차세대 열전소재를 개발했습니다. 이 연구는 기존 열전소재의 한계를 극복할 수 있는 새로운 설계 전략을 제안하여 에너지 생산의 환경 친화성을 높입니다. SnSe 셀레늄화주석에 Mn 망간을 3% 첨가하여 전기 흐름을 향상시키고 열전달을 효과적으로 억제했습니다. 이 결과, 열전소재의 zT 성능 지수가 최고 2.3으로, 전 세계 최고 수준의 다결정 SnSe 기반 열전소재 성능을 달성했습니다. 높은 열전효율을 유지하면서 열 전달을 억제하는 소재 내부에 약 5~10nm 크기의 MnSe 자성 나노입자를 형성하여 이를 가능하게 했습니다. 이 연구는 소재의 성능 향상뿐만 아니라 다결정 소재 설계의 새로운 개념을 제시하며, 다양한 분야에서 폐열을 회수하고 전기 에너지로 활용하는 에너지 하베스팅 기술과 다른 기술의 핵심 소재로 활용될 수 있습니다.
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