300도 고온에서도 전기 생산 친환경 압전소자 세계 최초 개발

[유시현]

▷ 기사 제목: 300도 고온에서도 전기 생산 친환경 압전소자 세계 최초 개발

▷ 기사 출처: 사이언스 타임즈

▷ 기사 링크: http://www.sciencetimes.co.kr/news/300%eb%8f%84-%ea%b3%a0%ec%98%a8%ec%97%90%ec%84%9c%eb%8f%84-%ec%a0%84%ea%b8%b0-%ec%83%9d%ec%82%b0-%ec%b9%9c%ed%99%98%ea%b2%bd-%ec%95%95%ec%a0%84%ec%86%8c%ec%9e%90-%ec%84%b8%ea%b3%84-%ec%b5%9c%ec%b4%88/?cat=20169

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섭씨 300도 고온에서도 압력이나 구부러짐 같은 미세한 힘으로 전기를 생산할 수 있는 친환경 압전소자가 세계 최초로 개발됐다.

한국원자력연구원은 스마트기기진단연구부 이경자·이민구 박사가 경북대 신소재공학과 박귀일 교수·현동열 학생과 함께 ‘고온 환경 작동형 플렉시블 압전소자’를 개발했다고 14일 밝혔다.

연구진은 친환경 압전물질인 칼륨 소듐 니오베이트(KNN)에 미세도핑 방식으로 비스무트(Bi)계 화합물을 첨가해 분말 형태의 압전소자를 만들었다.

인체와 환경에 유해한 납 티탄산 지르코늄(PZT) 압전물질을 대체할 수 있는 KNN은 고온에서 압전성능이 급격히 저하되는 문제가 있었는데, 연구진은 Bi계 화합물 도핑량을 미세하게 조절하며 최적의 상태를 찾아냈다.

이어 KNN 압전분말을 열적 안정성이 뛰어난 폴리이미드 고분자와 결합해 고온에 견디는 압전소자를 제작했다.

300도에서도 전기를 생산하는 압전소자는 세계적으로 처음이다.

최영철 원자력연 스마트기기진단연구부장은 “웨어러블 기기 등 인체에 부착할 수 있는 스마트 센서에 활용할 수 있을 것”이라며 “후속 연구를 통해 고온과 방사선에 버틸 수 있는 원전용 스마트 센서도 개발해나가겠다”고 말했다.

이번 연구 성과는 복합 재료과학 및 세라믹 재료과학 분야 저명 국제학술지 ‘컴포지트 파트B'(Composites PartB) 4월호와 ‘유럽세라믹학회지'(Journal of the European Ceramic Society) 5월호에 게재됐다.

▷ 인상깊은 내용 및 활용 방안: 고온에서 전기를 생산할 수 있는 압전소자에 개발로 스마트 센서 사업이 성장할 것 같다.

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