3D 프린터로 `열전 발전기` 찍어낸다

손재성 교수팀, 제작기술 개발

국내 연구진이 열을 전기로 바꾸는 '열전 발전기'를 3D 프린터로 제작하는 기술을 개발했다.

UNIST(총장 정무영) 신소재공학부 손재성 교수팀은 '유기물 프리 전-무기 열전 잉크'를 합성해 압출형 3D 프린터로 열원 일체형 열전 발전기를 제작하는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 열전효과는 열에너지를 전기에너지로, 또는 전기에너지를 열에너지로 바꾸는 현상이다. 이 효과를 이용하면 지열이나 태양열, 체열처럼 버려지는 열을 이용해 전기를 생산할 수 있다. 열원에 직접 부착해 구동하는 열전 발전기는 현재 소형 냉각장치와 자동차 엔진, 선박 등에 널리 쓰이고 있다. 다만 기존에 직육면체 소재로 만든 '평판형 열전 발전기'는 열원 표면에 제대로 접촉하지 못해 열에너지 회수에 한계가 있었다. 이를 해결하기 위해 손 교수팀은 3D 프린터를 이용해 열전소재의 형상을 열원 모양과 크기에 꼭 맞게 제작하는 기술을 개발했다. 이번에 개발한 열전 잉크는 유기물 없이 무기물만으로 개발해 끈적이는 점탄성을 가지면서도 프린팅했을 때 전기적 특성을 유지한다. 이 열전 잉크의 성능은 기존에 상용화된 평판형 열전소재의 성능과 유사한 것으로 확인됐다.

손재성 교수는 "기존 소재의 한계를 넘어선 이번 기술은 자연계에서 열로 변해 손실되는 에너지원을 회수할 효과적인 방법으로 다양한 분야에 응용될 것"이라고 말했다.

이번 연구결과는 국제 학술지 '네이처 에너지'에 발표됐다.

남도영기자 namdo0@