RESEARCH

-stainable energy

- 중국과 인도의 경제 성장에 기인한 전세계 에너지 수요는 20년 내에 두 배가 될 거라는 예상과 석유 생산의 최대치가 곧 도달하리라는 'peak oil'  이론은 지속가능한 에너지 개발이 시급함을 말해준다. [1,2]

 

- 경제적인 이유뿐 아니라 화석연료의 과도한 사용은 온실효과에 의한 기후변화를 불러와서 전세계적으로 식량 및 물 부족 문제도 점차 심화되고 있다. 

 

- 대체 에너지 개발의 한 방법으로 폐열을 이용한 발전이 있다. 화석연료나 원자력을 이용한 발전에서 열기관을 통해 전기를 생산하고 60% 정도의 에너지가 폐열의 형태로 버려진다. 열전물질을 이용하면 이와 같은 폐열의 이용이 가능하다.

 

-이러한 연구의 일환으로 현재 우리 연구팀에서는 나노물질에서의 열전물성치를 측정하고 있다. 또한 고효율 열전물질은 태양열 발전에도 활용할 수 있다  [3]. 왼족의 SEM 이미지는 나노선의 열전물성치를 측정하기 위한 디바이스를 보여준다. 

[References]

 

[1] Smalley, R.E., Future Global Energy Prosperity: The Terawatt Challenge. MRS Bulletin, 2005. 30(06): p. 412-417

 

[2] Ugo, B., Peak oil: The four stages of a new idea. Energy, 2009. 34(3): p. 323-326.

 

[3] Baxter, J., et al., Nanoscale design to enable the revolution in renewable energy. Energy & Environmental Science, 2009. 2(6): p. 559-588.

-Thermal management in electronics

- 최근 전자산업의 발전으로 전자기기의 크기는 점점 작아지고 있으면 연산속도도 빨라져서 전자기기 내에서 단위면적당 발생하는 열은 기하급수적으로 증가하고 있다 [1].

 

- 과도한 열발생은 전자기기의 수명을 단축시킬 뿐만 아니라 누수전력을 증가시켜 열효율을 떨어뜨린다.

 

- 이와 같은 문제점을 해결하고자 최근 많은 연구가 이루어지고 있으며 새로운 열발산 물질을 찾는 것은 한가지 방법이다. 옆의 그림은 새로운 열발산 물질로서의 그래핀의 이용가능성을 알아보고자 진행된 연구에서 사용된 측정 디바이스를 보여준다 [2].

 

-  그래핀 외에도 고분자 물질 등을 이용한 열발산재를 개발하는 연구가 현재 진행 중이다.

[References]

[1] Majumdar, A., Thermoelectric devices: Helping chips to keep their cool. Nat Nano, 2009. 4(4): p. 214-215.

[2] Seol et al.,  Two Dimensional Phonon Transport in Supported Graphene, Science, 2010 (328), 213-216

-Nano-sensors & actuators

- 우리가 보유한 기술로 열전도도를 ~nW/K의 정밀도로 측정이 가능해서 다양한 나노물질의 열물성을 측정하고 있다. 이 측정기법에 사용되는 MEMS 기술은 마이크로 나노 스케일 센서 및 액츄에이터 제작에 사용될 수 있다. 

 

- 또한 타 연구진과 함께 transparent heater나 magnonic device 개발하는 연구를 진행 중이다.

 

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