▲ CNT 온도차 발전 시트의 구조 (출처: 세키스이화학).

일본이 붙이는 것으로 열에너지를 전기에너지로 변환시킬 열전변환재료를 활용한 CNT온도차 발전시트의 제품화에 나선다.

세키스이화학(積水化学)은 지난 19일 나라첨단과학기술대학원(奈良先端科学技術大学院大学)와의 공동연구성과인 ‘탄소나노튜브(CNT) 온도차 발전 시트’를 2018년 제품화 목표로 파트너 탐색에 착수했다고 밝혔다.

세키스이화학은 개발제품 샘플을 제공하고 있으며 실용화를 위한 실증실험에 시작했다. 새로운 성능 향상은 물론 동시에 기기 개발, 생산프로세스 애플리케이션등 각 단계 공급망에서의 파트너를 탐색 중에 있다.

CNT 온도차 발전시트란 반도체성 CNT 양단에 온도차를 주면 전력이 발생하는 현상(제백효과)를 이용한 발전 장치이다. CNT 시트를 사용하면 열이 남아있는 기기에 뭍이는 것 만으로도 즉각적인 전기에너지로의 전환이 가능하다.

CNT온도차 발전시트는 비된 폐열이나, 기기에 남아있는 열을 재활용 하는 생활환경 등의 가까운 온도 영역에서의 발전이 가능해, 온도차를 이용한 에너지 하베스팅에 이용이 기대되고 있다.

세키스이화학은 나노 재료 분산 기술, 화학 수식 기술 성막기술 등의 기술을 살려 발전 시트의 실증실험 가능한 크기의 CNT 부직포 제작에 성공했다. 또한 이 CNT 부직포에서 개편 된 소자를 필름 기판 상에 배열 한 온도차 발전 시트 샘플을 제공하고 있다.

세키스이화학은 CNT 부직포가 얇고 가벼우며 유연한 특성을 가지고 낮은 온도에서도 발전이 가능하며 무게는 5g이하, 123㎜ × 68㎜ × 2㎜t (가장 두꺼운 부분)의 크기를 가진다고 밝혔다. 양면의 온도차가 50도이면 475μW(마이크로와트)의 전력을 발전 할 수 있다

또한 CNT 온도차 발전시트에는 납, 텔루르 등의 독성 물질을 전혀 포함하지 않는 친환경 발전장치이기도 하다.

세키스이화학은 CNT온도차 발전시트로 현재 배터리나 태양광발전에서 에너지 하베스팅용을 개발중에 있으며 고온다습한 환경에서, 정기적인 교환이 필요없고, 밤낮없이 상시 감시가 필요한 센서용 전원으로 만든다는 계획이다.

구체적으로는 빌딩이나 대형상업시설의 지하 시설, 에어컨 배관, 엘리베이터, 운송장비(컨테이너, 선박)등에서 CNT 발전시트의 특성을 살린 용도의 제품화에 나선다고 밝혔다.

향후 2018 년도의 제품화를 향해 더욱 실증을 추진 함과 동시에 장치 개발, 생산 프로세스 등 공급망의 각 단계에서 파트너의 탐색도 추진해 나갈 방침이라고 덧붙였다.

▲ 개발한 CNT시트의 프로토 타입 (출처: 세키스이화학).