| 내용 |
독일 프라운호퍼 소재/빔 기술 연구소(Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS Dresden)의 연구진은 전도성 폴리머 기반의 새로운 잉크를 개발했다. 작은 분자들은 전자를 수송할 수 있는 폴리머로 합성되었다. 이런 폴리머는 액체 상태로 존재해서 표면 위에 매우 얇고 부드러운 유기 코팅을 인쇄하거나 분무할 수 있다. 얇은 유기충은 기계 및 장비에 새로운 기능을 제공한다. 미래에는 폐열을 전기로 변환하기 위해서 파이프 또는 다른 표면 위에 이런 유기층을 설치할 수 있다. 이번 연구진은 접근하기 어려운 센서에 에너지를 공급할 수 있는 저렴한 열전 발전기를 만들려고 노력하고 있다. 열전기 발전기에 사용되는 센서 및 기타 전자 부품은 자체 전기 에너지 요구 조건을 충족한다. 따라서 외부 전원 공급 장치가 더 이상 필요하지 않게 될 것이다. “열전 발전기”는 효율성이 매우 낮아서 대규모로 사용하기가 어렵다. 평균적으로 열에너지의 6%만을 전기로 전환한다. 현재의 폴리머 기반의 열전 발전기는 몇 밀리와트(milliwatt)만을 제공할 수 있다. 만약에 에너지 효율을 현저하게 높일 수 있다면, 에너지 분야에 새로운 혁신을 불러올 수 있을 것이다. 예를 들어, 열전 발전기의 적용으로 자동차의 연료 소비량을 1/10까지 줄일 수 있다. 이번 연구진은 “n-전도체 유형”의 폴리머를 액화시킬 수 있는 방법을 발견했다. 여기에서 중요한 점은 이러한 중합체 층이 일상생활에서 사용한 후에도 비교적 안정적으로 유지한다는 것이다. 기존의 긴 유기 분자들은 공기 중에 노출될 때 노화되어서 특성을 잃어버리는 경향이 있기 때문에 이런 특성은 중요하다. 이번 연구진은 전도성 폴리머를 기반으로 하는 잉크를 다단계 공정으로 개발했다. 첫 번째 단계는 단량체를 변형시켰다. 이어서 액체에 용해시켰다. 폴리머가 형성되면 인쇄, 분무 등의 방식으로 표면에 코팅되었다. 용해된 폴리머는 고품질의 매끄러운 층을 가졌고, 두께는 단지 1 마이크로미터이었다. 이 연구는 유기 트랜지스터와 태양전지 개발에 큰 도움을 줄 수 있을 것이다. 향후에는 폴리머의 전기 전도성을 더 향상시키는 연구가 필요할 것이다. 그래서 열전기 발전기의 첫 번째 프로토타입이 제조되기를 기대해본다. |
