한국전기연구원(KERI) 전기변환소재연구센터 주성재 박사팀이 친환경 신소재인 ‘마그네슘 안티모나이드(Mg₃Sb₂)’를 활용한 열전모듈 금속화 공정 기술을 개발하고 관련 시제품 제작 및 성능 검증에 성공했다.
열전발전은 온도차를 이용해 전기를 생산하는 기술로 기존에는 고가 희귀원소인 텔루륨 기반 비스무스 텔루라이드가 사용돼 상용화에 제약이 있었다.
이에 연구팀은 가격이 1/5 수준이면서도 유사한 성능을 내는 마그네슘 안티모나이드에 주목하고 기존 니켈 전극의 한계를 극복할 수 있는 새로운 금속화 공정 기술을 개발했다.
핵심은 마그네슘과 구리 호일을 활용한 전극 구조로 마그네슘 호일이 내부 소재 보호 역할을 하며 구리 호일이 전도 특성을 유지하게 하는 방식으로 건식 공정으로 간단하게 전극을 부착해 재현성과 대량 생산에 유리하다는 평가를 받고 있다.
연구팀이 개발한 하이브리드 열전모듈 시제품은 기존 제품 대비 제조원가는 20% 이상 낮추면서도 온도차 100℃ 기준 출력밀도 0.1W/cm² 이상의 성능을 확보했다.
KERI는 이번 성과에 대해 "열전 업계의 실험실 수준을 넘어 모듈 상용화에 실질적으로 접근한 첫 사례"라며 특허 출원과 함께 산업계 기술이전 및 수요기업 발굴에 나설 계획이라고 밝혔다.
