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열전발전 기술을 이용한 에너지 하베스팅 원문보기

전기의 세계 = The proceedings of KIEE, v.65 no.5, 2016년, pp.16 - 23  

김성웅 (성균관대학교) ,  이규형 (강원대학교)

초록이 없습니다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 소재 (ZT Plus, Ohio State University), 모듈 (BSST) 및 시스템 (Visteon, Amerigon) 개발 기관이 참여하였고, zonal concept을 적용하여 에어컨에 사용되는 전력의 1/3 저감 (냉각 COP > 1.3, 난방 COP > 2.3, COP: Coefficient of Performance)을 목표로 과제를 추진하여 시스템 구현 가능성을 검증함).
  • p>열전은 열 에너지와 전기 에너지를 상호 변환할 수 있는 기술로 최근 각광 받는 에너지 소재 기술이며, 상용화를 위해서는 소재의 성능을 나타내는 ZT (무차원 성능지수)의 상승이 가장 중요하다. 이와 관련하여 최근 진행되고 있는 열전소재 고효율화 전략과 연구 동향에 대한 정보를 제공하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
열전 현상이란? 열전 현상은 고체상태의 소재 내부에서 열 (온도차)에 의해 carrier인 전자 (electron) 또 는 정공(hole)이 이동함에 의한 열에너지와 전기에너지의 직접적이며 가역적인 변환 현 상으로, 전기 인가에 의해 열에너지를 이동 하여 소재 양단의 온도차를 유발하는 펠티어 효과 (Peltier effect)와 온도차가 전기로 변환되는 제벡 효과 (Seebeck effect)로 대표된다(그림1).
펠티어 효과란? 열전 현상은 고체상태의 소재 내부에서 열 (온도차)에 의해 carrier인 전자 (electron) 또 는 정공(hole)이 이동함에 의한 열에너지와 전기에너지의 직접적이며 가역적인 변환 현 상으로, 전기 인가에 의해 열에너지를 이동 하여 소재 양단의 온도차를 유발하는 펠티어 효과 (Peltier effect)와 온도차가 전기로 변환되는 제벡 효과 (Seebeck effect)로 대표된다(그림1).
열전모듈은 어떤 효과에 의해 열전냉각이 되는가? 열전냉각은 냉각 또는 열 공급 장치로써 고상, 무진동, 저소음, 무냉매(친환경) 등의 장점을 가지고 있으나, 효율이 낮아 응용이 제한되고 있다. 열전모듈의 냉각능력인 Qc는 펠티 어효과, Joule열 효과, Fourier 효과에 의하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.
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참고문헌 (8)

  1. CRC Handbook of Thermoelectrics, edited by D. M. Rowe (CRC Press, Boca Raton, 1995). 

  2. G. S. Nolas, J. Sharp, and H. J. Goldsmid, Thermoelectrics: Basic Principles and New Materials Developments, Springer (2001). 

  3. A. F. Ioffe, Semiconductor thermoelements and thermoelectric cooling, London, Inforsearch Ltd., (1957). 

  4. Thermoelectric Handbook; Macro to Nano, edited by D. M. Rowe (CRC Press, Boca Raton, 2006). 

  5. G.A. Slack, New materials and performance limits for thermoelectric cooling, in CRC Handbook of Thermoelectrics, edited by D.M. Rowe (CRC Press, Boca Raton, 1995), pp. 407-440. 

  6. J. Yang et al. On the tuning of electrical and thermal transport in thermoelectrics: an integrated theory- experiment perspective. npj Compu. Mats. 2, 15015 (2016). 

    상세보기 crossref

  7. L. Zhao et al. Ultralow thermal conductivity and high thermoelectric figure of merit in SnSe crystals. Nature 508, 373 (2014). 

    상세보기 crossref

  8. S. I. Kim et al. Dense dislocation arrays embedded in grain boundaries for high-performance bulk thermoelectrics. Science, 348(6230), 109-114 (2015). 

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