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자가치유·신장성 이온 열전 고분자 복합소재

Self-Healable Stretchable Ionic Thermoelectric Polymer Composites

연구 내용

자가치유 결합과 이온 수송 특성을 동시에 확보할 수 있는 양쪽성이온/이온결합 기반 고분자 열전 복합소재를 설계하여 유연 열-전기 변환을 구현하는 연구

연소/마찰 등으로 손상되기 쉬운 유연 열전 소자에서 성능 유지가 핵심 과제입니다. 본 연구는 이온 전도 기반의 열전 현상을 고분자 매트릭스에 구현하고, 가역적 상호작용을 통해 자가치유성과 신장성을 함께 확보하도록 설계합니다. 무기 SiO2 나노입자 또는 이온성 액체를 결합해 이온 해리와 이온 이동을 조절하고, 다층 복합 구조로 열전 성능과 기계적 신뢰성을 동시에 최적화하는 차별성을 보유하고 있습니다. 이를 모바일·웨어러블용 에너지 변환 소자에 적용합니다.

관련 연구 성과

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연구 흐름

초기에는 고분자에 이온 결합을 기반으로 한 열전 메커니즘을 정립하고, 자가치유 및 신장성 특성을 갖는 이온 열전 소재를 확보하는 연구를 수행했습니다. 이후 2021~2022년에는 SiO2 나노입자 또는 이온성 액체를 도입하여 이온 해리와 이온 수송을 강화하는 방향으로 공정을 고도화했습니다. 최종 단계에서는 다기능 복합소재를 전극과 결합해 이온 열전 기반 소자 수준의 응용 구현으로 확장하는 흐름을 보였습니다.

활용 가능성

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

  • 자가치유 이온 열전 필름
  • 웨어러블 열-전기 발전 소자
  • 절단-복구 에너지 수확 모듈
  • 신장성 열전 센서 플랫폼
  • 이온성 액체 기반 열전 전해질
  • 복합 전극을 갖는 열전 에너지 장치
  • 열전-에너지저장 하이브리드 소자
  • 혹독 조건용 유연 에너지 수확
  • 롤투롤 공정용 이온 열전 잉크
  • 고분자-무기 나노복합 열전 매트릭스

관련 논문

구분

제목

1

Intrinsically self-healable, stretchable thermoelectric materials with a large ionic Seebeck effect

2

Self‐Healable Organic–Inorganic Hybrid Thermoelectric Materials with Excellent Ionic Thermoelectric Properties

3

Self‐Healable and Stretchable Ionic‐Liquid‐Based Thermoelectric Composites with High Ionic Seebeck Coefficient

4

Self‐Healable Organic–Inorganic Hybrid Thermoelectric Materials with Excellent Ionic Thermoelectric Properties (Adv. Energy Mater. 6/2022)

관련 프로젝트

구분

제목

1

자기치유가 가능한 양쪽성이온 고분자 기반 이온성 열전소재 개발

2

자기치유가 가능한 양쪽성이온 고분자 기반 이온성 열전소재 개발

3

자기치유가 가능한 양쪽성이온 고분자 기반 이온성 열전소재 개발