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[IT뉴스]KAIST, 포항공대와 1700% 신축성 우수한 웨어러블 소자 개발

온카뱅크관리자

2024-11-14 08:56:56

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">열역학적 화학 평형 조절해 기존 소자 성능 한계 극복</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="fDMgZkP3gA">
          <p dmcf-pid="4afeTo9Hjj" dmcf-ptype="general"> [이데일리 강민구 기자] 한국과학기술원(KAIST)과 포항공대 연구팀이 신축성이 우수한 열전소자를 개발해 웨어러블 기기에 활용할 가능성을 제시했다.</p>
          <p dmcf-pid="8XwSVGkPgN" dmcf-ptype="general">KAIST는 문홍철 생명화학공학과 교수팀이 박태호 포항공대 교수팀과 열역학적 평형을 조절해 기존 N형 열전갈바닉 소자 성능 한계를 극복할 수 있는 기술을 구현했다고 14일 밝혔다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="6TjsqSg2oa" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="문홍철 KAIST 교수(왼쪽)와 박태호 포항공대 교수(오른쪽).(사진=KAIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/14/Edaily/20241114085657941xefh.jpg" data-org-width="340" dmcf-mid="2qsy8ZwMok" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/14/Edaily/20241114085657941xefh.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            문홍철 KAIST 교수(왼쪽)와 박태호 포항공대 교수(오른쪽).(사진=KAIST)
           </figcaption>
          </figure>
          <div dmcf-pid="PmdjtwMUNg" dmcf-ptype="general">
           열전갈바닉 소자는 생성되는 전자 흐름의 방향에 따라 N형과 P형으로 구분 가능 네거티브를 의미하는 N형은 전자가 저온에서 고온 쪽으로, 포지티브를 의미하는 P형은 고온에서 저온 쪽으로 전자가 이동하는 것을 뜻한다.
          </div>
          <p dmcf-pid="Qez4sMUlao" dmcf-ptype="general">열전 소자 성능을 높이려면 P형과 N형 소자를 통합해야 한다. 그동안 P형 열전 소자와 달리 N형 열전 소자는 상대적으로 연구가 부족했다. 게다가 N형 열전 소자는 P형에 비해 성능이 떨어져 통합형 소자 구현 시 성능 균형이 맞지 않는다는 문제도 있었다.</p>
          <p dmcf-pid="xbG0LqyjNL" dmcf-ptype="general">연구팀은 스스로 산성도 조절을 할 수 있는 젤 소재를 개발해 이온을 주요 전하운반체로 사용한 이온성 열전 소자 중 한 종류인 열전갈바닉 소자를 구현했다. 연구팀은 개발한 젤 소재를 활용해 하이드로퀴논(열 에너지를 전기 에너지로 전환하는데 사용된 전기화학 반응물) 레독스 반응(산화·환원 반응)의 열역학적 평형을 효과적으로 제어해 고성능 N형 열전 소자 특성을 구현했다.</p>
          <p dmcf-pid="y5mT4XDxgn" dmcf-ptype="general">젤 소재는 약 1700%의 우수한 신축성을 나타내고, 상온에서도 20분 이내에 99% 이상의 높은 자가회복 성능을 구현하도록 설계됐다.</p>
          <p dmcf-pid="W0hHxFOJgi" dmcf-ptype="general">그 결과, 손목에 부착된 소자는 몸에서 계속 유지되는 체온과 주변 환경의 온도 차이를 이용해 에너지를 생산했다.</p>
          <p dmcf-pid="YV57N9HEaJ" dmcf-ptype="general">문홍철 교수는 “기존 N형 이온성 열전 시스템이 지닌 한계를 극복할 기술을 개발했다”며 “체온을 활용한 전원 시스템 실용화를 앞당기고, 웨어러블 소자 구동을 위한 핵심 요소 기술이 될 것”이라고 말했다.</p>
          <p dmcf-pid="GyAOBvaVad" dmcf-ptype="general">연구 결과는 에너지 분야 국제 학술지 ‘에너지앤인바이론멘탈 사이언스(Energy &amp; Environmental Science)’에 지난 7일자 표지논문으로 게재됐다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="HXwSVGkPje" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="표지 논문 이미지.(사진=KAIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/14/Edaily/20241114085659377jkvs.jpg" data-org-width="670" dmcf-mid="VcXUgbYcAc" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/14/Edaily/20241114085659377jkvs.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            표지 논문 이미지.(사진=KAIST)
           </figcaption>
          </figure>
          <p dmcf-pid="XMuVrQ0CgR" dmcf-ptype="general">강민구 (science1@edaily.co.kr) </p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 이데일리. 무단전재 및 재배포 금지.</p>