[인더스트리뉴스 한현실 기자] 고려대와 한양대 공동연구팀이 새로운 상전이 기반 열전갈바닉 에너지 수확 기술을 개발했다고 11일 밝혔다.

고려대학교 기계공학부 최원준 교수, 한양대 원자력공학과 김상태 교수 연구팀은 고체에서 액체로 또는 그 반대로 상전이하는 과정에서 발생하는 엔트로피 변화를 활용해 열전갈바닉 소자의 성능을 대폭 향상할 수 있는 새로운 기술을 개발하는 성과를 일궈냈다.  

이번 연구에서 개발된 상전이 기반 열전갈바닉 소자는 나트륨-칼륨(Na-K) 합금 전극을 사용해 상전이 과정에서 열전력을 극대화했다.

본 연구팀은 이 합금 전극이 상전이 온도 구간을 지날 때, 즉 고체에서 액체로 또는 액체에서 고체로 변환될 때 발생하는 엔트로피 변화가 열전력에 큰 영향을 미친다는 점을 발견했다. 특히, 상전이 과정에서 열전력이 최대 26.1 mV/K까지 증가하는 것을 확인했으며, 이는 기존 열전갈바닉 소자에서 구현된 열전력보다 10배 이상 높은 수치다.

이번 연구의 핵심은 상전이 과정에서 발생하는 열역학적 엔트로피 변화를 활용해 열전력을 크게 증가시킬 수 있는 새로운 전극 설계와 전해질 조합을 개발했다는 사실이다.

최원준 고려대 기계공학부 교수는 "이번 연구의 핵심 의의는 저등급 폐열-발열을 활용 가능한 에너지원으로 전환하는 새로운 솔루션을 제시한 것"이라며 "이 기술은 다양한 열원에서 에너지를 회수해 전기에너지로 변환하는 데 있어 중요한 역할을 할 것"이라고 내다봤다.

최교수는 이어 "이를 통해 반도체, 전자기기, 전기자동차, 산업 설비에 이르기까지 다양한 곳에서 발생하는 폐열과 발열을 에너지로 회수하는 효율성 극대화 기술의 초석이 될 수 있을 것"이라고 강조했다.

한편, 이번 연구 결과는 학술지 'Energy & Environmental Science'에 지난 8월 15일자로 온라인에 게재됐다.

한현실 기자 다른기사 보기