"열에너지 수집·냉각 가능…초소형 전자기기 분야에 도움"

울산에 위치한 연구중심 특수대학인 UNIST(울산과학기술원)의 신소재공학부 손재성·채한기 교수팀이 열전 발전기의 열전 모듈을 수백 마이크로미터(μm, 100만분의 1m) 크기로 작게 만드는 데 성공했다. 

1일 울산과기원에 따르면 전자 기기가 구동되면 열이 발생하고 이 열을 전기로 바꾸는 열전 발전기를 손톱보다 더 작게 만드는 기술이 개발됐다.

이 같은 열전 발전을 초소형 전자기기에 적용하면 독립적 구동이 가능해 사물인터넷이나 무선 센서에 활용하면서 착용하는 전자기기의 시대가 본격적으로 열릴 것으로 기대된다. 

손재성 교수는 "개발한 기술을 쓰면 기존 2D 형태의 초소형 열전 모듈에서 탈피해 3D 형태의 초소형 열전모듈을 값싸게 만들 수 있다"며 "효과적인 열에너지 수집과 냉각이 가능해 전자기기를 비롯한 여러 분야에서 쓰일 수 있을 것"이라고 전했다. 

개발된 열전잉크는 필라멘트 형태뿐만 아니라 아치형, 3D 격자 구조 같이 복잡한 형태도 만들 수 있다. 또 열전 필라멘트의 크기는 3D 프린터 노즐 크기와 도포 압력에 따라 180~810 마이크로미터 범위까지 다양하게 조절 가능하다. 최대 9.4의 종횡비(가로세로 비율)를 갖도록 제작할 수도 있다.

채한기 교수는 "기존 제작공정으로는 이 정도로 큰 종횡비를 갖는 열전 모듈 제작이 불가능하다"며 "소재 물성 저하 없이 첨단 소재를 원하는 초미세 구조로 만들 수 있다는 점이 개발한 3D 프린팅 기술의 차별성"이라고 설명했다.

UNIST에서 원자력공학과 안상준 교수와 신소재공학과 차채녕 교수, 한국재료연구소 김경태 박사가 참여한 이번 연구는 삼성전자의 삼성미래기술육성사업 등의 지원을 받아 이뤄졌다.

KPI뉴스 / 박동욱 기자 pku24@kpinews.kr

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