프로젝트 소개
본 과제는 온도 차이로 전기를 만드는 이온성 열전소재에 유연성, 신축성, 자기치유 기능을 더하는 연구임. 손상된 소재가 스스로 회복되면서도 열에너지를 전기에너지로 바꾸는 성능을 유지하는 소재와 이를 활용한 웨어러블 에너지 하베스팅 기술 개발을 지향함.
연구 목표는 양쪽성이온 고분자 기반의 p-형 및 n-형 자기치유 이온성 열전소재를 개발하고, 이를 결합한 고성능 이온성 열전모듈을 제작하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 양쪽성이온 단량체와 이온성 단량체, 화학적 가교제를 활용한 소재 합성, 다가양이온을 이용한 이온 수송채널 형성, SiO2·TiO2 무기나노입자 도입을 통한 열전성능 및 기계적 물성 향상임. 최종적으로 500% 이상의 신축성과 상온·상압에서 3시간 이내 자기치유 성능, 15쌍 연결 시 1도 온도구배당 1 V 이상의 전압 생성을 목표로 함. 기대 효과는 기존 유연기판의 한계를 넘어서는 고효율 자기치유 열전소재 확보와 웨어러블 에너지 하베스팅, 디스플레이 및 에너지 저장장치용 다기능 소재로의 확장, 열전 에너지 하베스팅 핵심 원천기술 및 시장 경쟁력 확보임.