제1 전극;상기 제1 전극과 이격된 제2 전극; 및상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 제공된 이온전도성 활성층을 포함하며,상기 이온전도성 활성층은: 반복단위 내에 음이온기와 상대 양이온을 구비하는 음이온 고분자; 전도성 고분자; 다수의 산작용기들 또는 염기작용기들을 구비하는 단분자인 다가 가교제; 및무기 나노입자를 포함하며,상기 무기 나노입자는 상기 음이온 고분자와 정전기적 결합, 수소 결합 또는 공유결합 중 적어도 하나에 의해 연결되는 열전 소자.

제1 항에 있어서,상기 이온전도성 활성층은 유기-무기 이온성 열전 복합재로 이루어진 열전 소자.

제2 항에 있어서,상기 무기 나노입자는 상기 전도성 고분자, 및 상기 다가 가교제 중 적어도 하나와 정전기적 결합, 수소 결합 또는 공유결합 중 적어도 하나에 더 결합되는 열전 소자.

제2 항에 있어서, 상기 무기 나노입자는 그 표면에 수산화기, 술폰기, 아민기, 카복실기, 에스터기, 싸이올기, 알데하이드기, 및 키톤기 중 적어도 하나를 갖는 열전 소자.

제2 항에 있어서,상기 무기 나노입자는 그 표면에 수소 결합, 이온결합, 또는 루이스 산-염기 상호작용이 가능한 작용기를 갖는 열전 소자.

제5 항에 있어서,상기 무기 나노입자는 SiO2, TiO2, SnO2, Al2O3, CeO2, Cr2O3, MnO2, Fe2O3, CuO, Cu2O, Bi2O3 및 ZnO 중 적어도 하나로 이루어진 열전 소자.

제1 항에 있어서,상기 무기 나노입자는 상기 음이온 고분자, 상기 전도성 고분자, 및 상기 다가 가교제의 혼합물에 포함되며, 상기 음이온 고분자 100중량부당 70중량부 이하로 함유되는 열전 소자.

제1항에 있어서,상기 전도성 고분자는 백본 내에 아민기를 구비하는 전도성 고분자인 열전 소자.

제8항에 있어서,상기 음이온 고분자, 상기 전도성 고분자, 및 상기 다가 가교제는 수소 결합, 정전기 결합, 루이스 산-염기 상호작용, 공유결합 또는 반데르발스 힘 중 적어도 하나에 의해 가교되는 열전 소자.

제1항에 있어서,음이온 고분자의 음이온기는 -O-, -SO3-, -OSO3-, -COO-, -OPO32-, 또는 -PO32-이고, 상대 양이온은 H+,Li+, K+, 또는 Na+인 열전 소자.

제1항에 있어서,상기 음이온 고분자의 반복단위는 하기 화학식 1A 내지 1E로 표시되는 반복단위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전 소자:[화학식 1A],[화학식 1B],[화학식 1C],[화학식 1D], 및 [화학식 1E].상기 화학식 1A 내지 1E에서, R1 내지 R3은 서로에 관계없이 수소 또는 탄소수 1 내지 12의 탄화수소기이고, L은 결합(별도의 원소를 포함하지 않는), -CONH-, -COO-, 또는 페닐렌을 포함하는 작용기이고, X-는 -O-, -SO3-, -OSO3-, -COO-, -OPO32-, 또는 -PO32-이고, Y+는 H+, Li+, K+, 또는 Na+이다.

제11 항에 있어서,상기 화학식 1A로 표시된 음이온 고분자의 반복단위는 하기 화학식 1AB로 표시되는 열전 소자:[화학식 1AB]화학식 1AB에서, La는 O 또는 NH이고,R3는 C1 내지 C6의 치환 또는 비치환된 알킬렌기이고,R1, R2, X-, 및 Y+의 각각은 화학식 1A에서 정의된 바와 같다.

제1항에 있어서,상기 음이온 고분자는 PAAMPSA (poly(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfoinc acid))인 열전 소자.

제1항에 있어서,상기 전도성 고분자는 화학식 2B로 나타낸 반복단위를 갖는 폴리아닐린계 고분자인 열전 소자.[화학식 2B]화학식 2B에서, n은 0 내지 1이고 R3 내지 R18은 서로에 관계없이, 수소, C1 내지 C6의 알킬, C1 내지 C6의 알콕시, C1 내지 C6의 할로알킬, C1 내지 C6의 할로알콕시, F, Cl, Br, I, 또는 CN이고, 또는 R3와 R4, R5와 R6, R7와 R8, R9와 R10, R11와 R12, R13와 R14, R15와 R16, 또는 R17와 R18은 이들이 부착된 벤젠고리에 융합된 방향족 고리를 형성한다.

제1항에 있어서,상기 다가 가교제는 3 내지 6개의 산작용기들 또는 염기작용기들을 구비하고,상기 작용기는 카복실산, 설폰산, 인산, 또는 아민기인 열전 소자.

제15항에 있어서,상기 다가 가교제는 하기 화학식 3으로 나타낸 것인 열전 소자:[화학식 3]화학식 3에서, 고리 C는 벤젠고리, 사이클로헥산, 혹은 사이클로헥센이고, Ra, Rb, Rc, Rd, Re, 및 Rf는 서로에 관계없이, 수소, 카복실산, 설폰산, 인산기, 또는 하이드록시기이되, Ra, Rb, Rc, Rd, Re, 및 Rf 중 적어도 3개는 서로에 관계없이 카복실산, 설폰산, 인산기 또는 하이드록시기이다.

제1항에 있어서,상기 다가 가교제는 피트산(phytic acid, PA) 또는 탄닌산(tannic acid)인 열전 소자.

제1항에 있어서,상기 이온전도성 활성층은 상기 음이온 고분자 100 중량부, 상기 전도성 고분자 1 내지 50 중량부, 상기 다가 가교제 1 내지 80 중량부; 및 무기 나노입자 1 내지 70중량부를 함유하는 열전 소자.

반복단위 내에 음이온기와 상대 양이온을 구비하는 음이온 고분자, 백본 내에 아민기를 구비하는 전도성 고분자, 다수의 산작용기들을 구비하는 단분자인 다가 가교제, 및 무기 나노입자를 함유하고,상기 무기 나노입자는, 상기 음이온 고분자, 상기 전도성 고분자, 및 상기 다가 가교제와, 수소 결합, 정전기 결합, 또는 공유결합 중 적어도 어느 하나에 의해 연결되는 유기-무기 이온성 열전 복합재.

제19항의 유기-무기 이온성 열전 복합재의 제조 방법에 있어서,음이온 고분자를 함유하는 음이온 고분자 수용액, 다가 가교제를 함유하는 다가 가교제 수용액, 모노머, 및 중합개시제를 혼합하여 혼합물을 얻는 단계; 상기 혼합물에 무기 나노입자를 추가하는 단계; 및상기 혼합물 내에서 상기 모노머를 중합하여 전도성 고분자를 형성하여, 상기 전도성 고분자, 상기 음이온 고분자, 상기 다가 가교제, 및 무기 나노입자를 구비하는 수분산액을 얻는 단계를 구비하는 유기-무기 이온성 열전 복합재 제조방법.