이온성 열전대·열전(thermo-electrochemical) 변환 기반 정밀 열에너지 측정 및 발전 연구

Precision thermal measurement and conversion based on ionic thermocouples and thermo-electrochemical conversion

연구 내용

이온 전도 전해질을 전극에 적용한 ionic thermocouple과 열전 전해질 기반 TEC를 설계·제작하여 열기전력 신호를 고정밀로 변환하고, 미세열량계 및 열전 소자 응용으로 확장하는 연구

본 연구는 ionic thermocouple과 thermo-electrochemical cell(TEC)의 전기화학적 열기전력 메커니즘을 기반으로 온도 신호를 전기 신호로 정량 변환합니다. 산화환원 전위를 갖는 이온 전도 매질을 p-type과 n-type 구성으로 설계하고, 미세 크기 및 유연 소자 수준에서 출력 안정성과 측정 정확도를 확보하는 방향으로 진행합니다. 또한 copolymer hydrogel 기반 quasi-solid-state thermocell(QTEC)을 통해 인체 열이나 주변 열원을 이용한 착용형 전원 가능성을 검증합니다. 전해질-전극 조합 최적화와 소자 구조 설계가 차별성입니다.

관련 프로젝트

2건

연구 흐름

초기에는 산화환원 기반 이온성 열전대 구조를 확립하고, 기존 금속 전도체 thermocouple 대비 온도 민감도와 소형화를 함께 검증하는 연구를 수행했습니다. 이후에는 이온 전해질 조성에 따른 열전 성능과 전기적 특성의 상관관계를 정리하며 정밀계측 응용을 강화했습니다. 2024년부터는 착용형 전원용 quasi-solid-state thermocell 형태로 확장하여 기계적 물성 확보와 전기 변환 성능의 동시 최적화를 목표로 연구를 수행했습니다. 최근에는 복합 전해질-하이드로겔 시스템으로 열기전력 출력 안정성을 높이는 방향으로 심화되었습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

정밀계측 온도센서
이온성 열전대 어레이
미세열량계 모듈
착용형 열원 전원
유연 열전 소자 패키징
열잡음 저감 측정 회로
열전 전해질 조성 스크리닝
마이크로유체 인라인 온도 측정
열-전기 변환 효율 최적화
열전 소자 기반 IoT 센서 전원