초록 ▼

○ 열전 기술은 열(thermo) 에너지를 전기(electric)에너지로, 전기에너지를 열에너지로 직접 변환 가능한 기술로서 그 응용가능성이 높아 크게 주목받고 있으나 아직까지 에너지 변환 효율이 낮은 것이 풀어야할 숙제로 남아있음.
○ 나노구조체에서 높은 에너지 변환 성능을 보일 수 있다는 이론 연구 결과에 따라 최근 열전 재료의 연구에 있어서 나노구조를 도입하여 에너지 변환 효율을 높이고자 하는 연구가 큰 주목을 받으며 활발히 연구되고 있음.
○ 화학적 습식 합성법 (wet chemical synthesis)은 무기나

○ 열전 기술은 열(thermo) 에너지를 전기(electric)에너지로, 전기에너지를 열에너지로 직접 변환 가능한 기술로서 그 응용가능성이 높아 크게 주목받고 있으나 아직까지 에너지 변환 효율이 낮은 것이 풀어야할 숙제로 남아있음.
○ 나노구조체에서 높은 에너지 변환 성능을 보일 수 있다는 이론 연구 결과에 따라 최근 열전 재료의 연구에 있어서 나노구조를 도입하여 에너지 변환 효율을 높이고자 하는 연구가 큰 주목을 받으며 활발히 연구되고 있음.
○ 화학적 습식 합성법 (wet chemical synthesis)은 무기나노 입자를 균일한 크기와 모양으로 구현 가능한 방법으로 그동안 연구가 많이 진행되어옴.
○ 그러나 화학적으로 합성된 나노입자는 표면에 긴 유기물 리간드가 존재하며 이는 열전 성능을 저하시키는 역할을 하게 되므로 이 표면분자를 제거하는 것이 필요.
○ 본 연구에서는 화학적 방법으로 나노입자를 합성하고, 표면의 입자를 치환한 후에 열전 소자를 형성함으로써 외부적으로 만들어진 나노구조가 도입된 열전소재를 합성하고자 함.
○ 표면의 분자를 효과적으로 제거하면서 분산성 차이를 이용하여 열전파우더 표면에 나노 입자를 고르게 부착시키는 연구가 성공적으로 진행됨.
○ 이렇게 형성된 나노구조를 통하여 나노구조가 함유된 열전 소재의 열전 특성 변화에 대하여 살펴봄

Abstract ▼

To address worldwide explosive energy demand, developments of sustainable and eco-friendly energy conversion technologies have been required. As a part of road approaches, thermoelectric materials which can directly convert waste heat into electrical energy have been intensively researched. However

To address worldwide explosive energy demand, developments of sustainable and eco-friendly energy conversion technologies have been required. As a part of road approaches, thermoelectric materials which can directly convert waste heat into electrical energy have been intensively researched. However, low energy conversion efficiency is still remained as a problem to be solved.
Recently, remarkable progresses have been made to improve the thermoelectric roperties, especially with nanostructured materials. Therefore, significant efforts have been made for introducing various-typed nanostructures. In these materials, phonons are scattered at numerous interfaces formed by nanostructures, which results in the reduction of thermal conductivity and enhancement of thermoelectric energy conversion efficiencies.
In this project, we introduced nanoparticles made via wet chemical synthetic method into thermoelectric materials. As the size, shape and composition of nanoparticles can be easily tuned in wet chemical synthesis, we can expect the control of nanostructure in thermoelectric materials.
For introduction of chemically synthesized nanoparticle to thermoelectric materials, long chain hydrophobic ligands on surface of nanoparticle have to be removed. We developed the process which enables simultaneous ligand exchange of nanoparticle, and homogeneous mixing of nanoparticle and micro-sized powder of thermoelectric materials. Homogeneous mixed powder of nanoparticlemicro-sized thermoelectric materials were sintered and their thermoelectric propertes were studied.

목차 Contents

• 표지 ... 2
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 초록 ... 4
• 요 약 문 ... 5
• S U M M A R Y ... 8
• C O N T E N T S ... 9
• 목차 ... 10
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 11
• 제1절 연구 개발의 목적 및 필요성 ... 11
• 1. 열전 물질의 개요 ... 11
• 2. 현재 기술의 문제점 및 기술 개발의 필요성 ... 11
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 13
• 제1절 국내외 기술 및 연구동향 ... 13
• 제2절 특허동향 ... 18
• 제3절 산업동향 ... 18
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 21
• 제1절 PbTe 나노입자의 합성과 리간드 치환 ... 21
• 1. 이론적 배경 ... 21
• 2. PbTe 나노입자의 화학적 합성 공정 ... 22
• 3. PbTe 나노입자의 물성 ... 22
• 제2절 소수성 나노입자의 소수성 리간드 제거 및 마이크로입자와의 균질혼합 공정 개발 ... 24
• 1. 이론적 배경 ... 24
• 2. 실험적 접근방법, 연구내용, 연구결과 ... 25
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 36
• 제1절 연구목표 및 달성도 ... 36
• 제2절 기술적 성과와 우수성 ... 36
• 제3절 경제성 및 파급효과 및 기타 사회적 기여성 ... 36
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 37
• 제1절 성과확산 및 성과활용 계획 ... 37
• 제2절 후속연구 또는 타연구에의 응용 ... 37
• 제6장 참고문헌 ... 38
• 끝페이지 ... 39