에너지 하베스트 스마트 소재/소자 연구
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01 연구 목적 및 필요성

금세기 인류가 해결하여야 할 가장 큰 문제 중의 하나는 고갈되고 있는 석유, 가스 등을 대체할
다른 에너지원을 찾는 것과 보다 환경 친화적인 에너지원을 찾는 것이라 할 수 있다.
주변 환경에 널려 있는 에너지를 수집하여 사용하는 개념인 에너지 하베스팅 기술은
다른 부작용이 있을 수 없는 대표적인 청정에너지 기술이나, 효율이 높지 않은 것이
단점이다. 효율이 높은 친환경 소재의 개발이 시급히 요구되고 있다.

본 연구과제는 생활 주변에 널려진 있는 운동에너지, 열에너지, 전자기 에너지를
수확(energy harvesting)하는 데에 적합한 소재를 탐색하고 소자를 개발하여
에너지 하베스트 산업에 응용 가능한 원천기술을 확보하는 것을 최종 목표로 한다.

최종 목표를 달성하기 위해 단계별 연구 목표를 정리하면, 연구 1단계에서는 고효율 친환경 소재/소자 개발에 주력하고, 연구 2단계에서는 개발한 소재/소자를 고도화하는 데 주력할 것이며 마지막 연구 3단계에서는 고도화된 소재/소자를 바탕으로 산업에 가능하도록 모듈화 하고자 한다.

02 연구팀 구성

본 연구팀은 압전 실험 전문가 1 명(김일원 교수), 열전 실험 전문가 1 인(조성래 교수), 제일원리계산 전문가 1인(홍순철 교수), 모형계산 전문가 1인(정문성 교수)으로 실험과 이론이 에너지 하베스팅 소재/소자 개발에 가장 적합하게 상호보완적으로 유기적인 공동연구를 수행할 수 있도록 구성되어 있다.

현재 전임연구교수인 황영훈 교수와 정민철 교수가 MBE를 이용한 시료 제작, 포항 방사광을 이용한 소재의 물성 분석 실험 연구에 참여하고 있고 전임연구원인 김혜정 박사가 quantum Monte Carlo 계산을 통한 물성 연구에 참여하고 있다. 앞으로도 전임연구인력을 지속적으로 보강해 나갈 계획이다.

03 연구 내용

  • 친환경 무연계 압전 소재/소자 개발
  • 박막형 액츄에이터 개발
  • 신개념 열전 소재/소자 디자인
  • 차량용 열전발전기 제작 및 특성 분석
  • 자기변형 에너지 하베스트 소재/소자 개발
  • 철 기반 합금 자기 변형 소재 디자인