프로젝트 소개
본 과제는 열을 전기로 바꾸는 열전발전 소재의 성능을 높이기 위해 페로브스카이트 산화물의 원자 구조와 표면을 정밀하게 조절하는 연구임. 고온에서도 안정적으로 작동하는 산화물 소재 개발을 통해 우주 탐사선과 인공위성 등에 활용 가능한 차세대 열전발전 기술 확보를 지향함.
연구 목표는 원자자리 표적 도핑, 산소 공공 농도·분포 제어, in-situ 합금 나노입자 표면 생성을 통해 전기적·열적 특성을 최적화하고, 800 K 이상에서 S2σ ≥ 1.8 mW m-1 K-2, κ ≤ 2.0 W m-1 K-1, zT ≥ 0.9를 달성하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 수열합성·고상합성을 활용한 산화물 나노분말 제조, 용출 조건에 따른 산소 공공 제어, 나노입자 코팅을 통한 Mosaic 표면 형성, Single Parabolic Band(SPB) 모델링 및 Debye-Callaway(DC) 모델 계산임. 기대 효과는 고효율 산화물 열전발전 소재의 우주산업 적용과 함께 유전체, 배터리, 연료전지, 가스센서 소재의 성능 및 신뢰성 향상에 기여함. 국내 열전발전 원천기술과 산업 경쟁력 강화, 에너지 수급 불안 및 기후변화 대응 기반 확보가 기대됨.