초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 나노카본기반 하이브리드 재료내 에너지 전달 특성 제어하여, 유/무기 복합재료 기반의 열전소재를 개발하였음.

연구결과
- 산화 그래핀과 고분자콜로이드 입자를 이용하여 다공성 구조를 제작하고, 전자의 농도를 증가시킬 수 있는 방식으로 새로운 열-전기 에너지 소재를 개발하였음. 산화 그래핀과 양전하 폴리스티렌 입자를 동시에 수용액에 분산시킨 후 산화그래핀/폴리스티렌 필름 형태를 제작하고, 질소 같은 비활성 기체에서 열처리 해 환원을 시키면 폴리스티렌 입자가 분해되며 다공성 구

연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 나노카본기반 하이브리드 재료내 에너지 전달 특성 제어하여, 유/무기 복합재료 기반의 열전소재를 개발하였음.

연구결과
- 산화 그래핀과 고분자콜로이드 입자를 이용하여 다공성 구조를 제작하고, 전자의 농도를 증가시킬 수 있는 방식으로 새로운 열-전기 에너지 소재를 개발하였음. 산화 그래핀과 양전하 폴리스티렌 입자를 동시에 수용액에 분산시킨 후 산화그래핀/폴리스티렌 필름 형태를 제작하고, 질소 같은 비활성 기체에서 열처리 해 환원을 시키면 폴리스티렌 입자가 분해되며 다공성 구조가 만들어진다. 열처리 중 질소 원자가 산화 그래핀 격자 내에 치환되면서 전자의 농도를 증가시킬 수 있었음.
- 다양한 유기첨가제를 이용하여 필름 형태의 n형과 p형 탄소재료를 이용하여 적층형 방식의 모듈을 제작하고 관련 열전 특성을 평가하였음.
- Sol-gel 법 및 hydrothermal 방법을 이용한 WO3/WS2/BiTe등 chalgogenide 계 나노입자 제조를 제조하고, 효과적인 전자 전달구조을 위하여 chalcogenide 계 나노입자와 나노카본/고분자 하이브리드화를 통한 chalcogenide 계 복합소재 제조하였음.

연구결과의 활용계획
본 연구결과를 이용하여 유/무기 복합재료의 열전도도 특성을 감소하고 전기적 특성을 향상 시켜 성능을 높였고, 공정과정도 간편화해서 차세대 웨어러블 소자 및 스마트 패션의 에너지원으로 적용이 용이해졌으며, 향후 웨어러블 소자용 소형에너지원으로 활용될 수 있음.

(출처 : 한글요약문 4P)

Abstract ▼

Purpose & contents
The aim of this project is on the development of tailored energy carrier transport in nanocarbon glue_based hybrid materials . Using a thermal gradients, energy conversion are very effective in harvesting electricity from waste heat or heat sources. In this project, nanocarbon

Purpose & contents
The aim of this project is on the development of tailored energy carrier transport in nanocarbon glue_based hybrid materials . Using a thermal gradients, energy conversion are very effective in harvesting electricity from waste heat or heat sources. In this project, nanocarbon glue_based hybrid materials are expected to create new mechanism on electron-phonon transport engineering for further heat enhancement.

Result
We performed a development of organic or organic/inorganic composite materials for high performance flexible thermoelectric devices. Especiailly, we report a simple method for preparing highly efficient thermoelectric materials through the fabrication of nitrogendoped reduced graphene oxide (GO) with a porous structure. The samples were produced by thermal annealing of GO/nitrogen-rich polystyrene (N-PS) particle composite films using a colloidal templating method. N-PS particles served as a nitrogen dopant source for the nitrogen-doped thermally reduced graphene oxide (TrGO) as well as sacrificial particles for the porous structure. The S values of the porous TrGO films were negative, indicating that the samples were transformed into n-type materials. Their porous structures simultaneously resulted in materials with high σ values and low in-plane ｘ values by providing numerous air cavities for phonon scattering and destruction of the anisotropic structure, maintaining an interconnected structure for an electron transport path. Thus, the porous TrGO films exhibited enhanced power factors and low ｘ values. The highest ZT value of 1.39 × 10−4 was attained for a porous TrGO film annealed at 1100 °C, which was 1200 times higher than that of a nonporous TrGO film. This study emphasizes that an isotropic orientation of two-dimensional materials has a significant effect on the suppression of in-plane ｘ, leading to their enhanced thermoelectric performance.

Expected Contribution
This study will be contributed to a development of small and flexible energy devices for wearable devices. In addition, it will broaden the range for flexible energetic materils for other flexible energy devices such as solar cell, fuel cell, battery and so on.

(출처 : SUMMARY 5P)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 18
• 3. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 34
• 4. 연구결과의 활용계획 ... 36
• 5. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 37
• 6. 참고문헌 ... 38
• 7. 연구성과 ... 41
• 8. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 54
• 9. 기타사항 ... 54
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 55
• 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 64
• 끝페이지 ... 66