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미세 나노와이어로 엔진 폐열 재활용한다
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미세 나노와이어로 엔진 폐열 재활용한다
  • 배수연 기자
  • 승인 2018.06.05 18:00
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▲자동차 엔진(출처=게티이미지)
열역학 과정에서 증기 엔진 및 모터 등이 방출하는 열이 폐열로 낭비될 수 있다. 일부 발전기는 이런 폐열을 재활용하기도 하지만 생산성이 낮다. 그런데 영국 워릭대학 연구진이 폐열을 전기로 효율적으로 전환하는 방법을 개발했다. 매우 얇은 나노 와이어를 사용하는 것이다.

제벡효과 또는 제베크효과란 구성 요소 또는 장치가 직접 열을 전기 에너지로 변환하는 일종의 열전 효과인데, 이것은 발전소의 열전 발전기의 공통 핵심 기능이다. 발전기는 설비에 추가 전력을 공급하기 위해 폐열을 재활용한다. 그러나 이 기계의 효율은 평균 5~30%다.

워릭대학 연구진은 열전 재료를 기반으로 한 미세 나노와이어를 개발했다. 이들은 매우 얇은 탄소나노튜브에서 텔루르화주석의 결정화 과정을 조사했다.

연구 결과 얇은 열전기 나노와이어의 템플릿이 형성됐다. 템플릿의 전도도를 실험하자 재료는 크기가 작을수록 더 높은 전도성을 보였다. 그래서 연구진은 텔루르화주석의 템플릿을 체계적으로 생성했다.

연구를 이끈 안드리 바실렌코 박사는 "3D 입체 물질과 달리 격리된 나노와이어는 더 적은 열과 더 많은 전기를 방출한다. 이런 고유한 특성으로 인해 일차원 물질에서 열-전기 변환 효율이 향상된다"고 설명했다.

이들의 연구 결과는 열전기 발전기의 새로운 모델을 만들고 잠재적인 기회를 제시하며 열전기에 적합한 무독성 재료를 탐구하는 데 사용될 전망이다. 또한 이 소재는 차량의 연료 효율을 향상시키기 위해 자동차 TEG에도 적용될 수 있다.

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