한국기계연구원(원장 최태인) 나노역학연구실 한승우 박사팀이 열에너지를 전기에너지로 바꾸는 세계 최고수준의 박막 열전기술과 이를 이용한 초소형 열전발전소자를 개발했다고 지난 4일 발표했다.
개발된 열전 발전소자는 주위의 열을 모아 전력을 공급하는 여러 분야에 이용될 수 있다. 몸에 붙여 원격으로 건강상태를 측정하는 건강진단시스템(WHMS)의 전원장치에 이용하면 사람 체온으로 전원을 공급할 수 있다.
발전소나 철강, 석유화학 분야의 지능형 플랜트, 스마트 빌딩, 수송기계처럼 고온, 고전압, 땅 밑, 지상 높은 곳 등 전지를 교환하기 힘든 환경에서 쓰이는 모니터링시스템의 무선센서에도 주위의 열을 이용한 전원 공급이 가능해진다. 열에서 전기가 생기는 에너지 변환원리를 거꾸로 이용하면 열 흐름이 일어나 국부적인 냉각에도 이용할 수 있다.
이는 스마트폰, 태플릿 PC, 마이크로 패키지 등 휴대용 전자제품이 점차 소형 박막화되고 LED 조명 등이 보편화 되면서 수요가 늘어난 국소 냉각기술 등에 응용될 수 있다.
한승우 박사는 “활용분야가 무궁무진한 박막 열전기술은 효율이 낮아 산업분야에 적용되지 못했다”며 “소자설계, 박막소재, 소자공정 등 제품개발에 필요한 모든 요소기술을 포함하는 박막형 열전기술을 확보, 관련제품의 상용화를 앞당기는데 이바지할 것”이라고 밝혔다.
시장조사전문기업인 IDTechEx에 따르면 에너지 하베스팅 응용기기 시장규모가 한해 평균 21.87% 는 2020년 43억7000만 달러 규모에 이를 전망이다. 이 가운데 이번에 개발된 열전소자분야의 시장규모는 2억3600만 달러로 예상했다.