본 연구실에서는 마이크로  및 나노 사이즈를 가진 시편의 열 물성을 측정하는 기술을 이용하여 여러가지 신물질 및 재료들의 열 물성을 측정하는데 주력하고 있다. 이와 같은 열 물성치의 연구는 여러 방면으로 다양하게 적용될 수 있으며 앞으로의 마이크로/나노 기술의 적용에 밑바탕이 될것으로 기대된다. 현재 연구실에서 중심적으로 연구 되는 분야는 다음과 같다.

 

신재생에너지

 석유, 석탄 등 기존 전통적 에너지원의 사용 한계와 범 지구적 환경 규제로 인한 화석연료 사용에 대한 비용 추가까지 겹쳐지면서 전 세계적인 재생에너지원을 이용한 신재생에너지에 대한 관심과 투자가 급격히 증가하고 있다.  신재생에너지를 통한 미래 에너지원의 선점 및 확보는 국가 경제의 지속적 성장과도 밀접한 관련이 있어 각국 정부는 경쟁적으로 정책 지원책을 내놓고 있는 추세이다. 한 예로 이러한 신재생에너지 산업의 하나로써 ESS (Energy Storage System; 에너지저장장치) 에 대한 연구가 계속해서 진행 중이다. ESS는 전력을 저장해 필요할 때 공급함으로써 전력이용효율을 높여주는 시스템을 말한다. 따라서 이 시스템에서 전기를 저장하였다가 필요할 때 방전해주는 역할을 하는 배터리의 성능에 대한 연구는 필수적이다. 이러한 배터리의 성능을 향상시킬 수 있는 방향 중 하나로 나노물질을 통한 배터리 리튬 이온 저장 능력 향상이 있다. [1] 그 뿐만 아니라 열전도도가 높은 물질을 사용하여 열 방출을 증가시키는 것은 신재생에너지기술의 개발들과 밀접한 관련이 있다.  우리는 나노물질의 열물성치 및 열전도율을 측정하고 이를 향상시키기해 노력함으로써 신재생에너지 분야의 연구를 진행해 나가고 있다.

 배터리 전극의 나노입자 구조는 배터리 저장밀도를 증가시켜 리튬이온을 저장하는 능력을 향상시킨다.

[References]

 

[1] "Carbon-coated silicon nanowire array films for high-performance lithium-ionbattery anodes" - Huang et al, 2009, DOI: 10.1063/1.3238572

 

4D 프린팅용 창의소재 열물성 향상 연구

 4D프린팅이란 3D프린팅의 출력물이 온도, 압력 등 외부 환경에 대하여 형상이 변하는 기술을 말한다. 본 연구는4D프린팅의 소재를 열 적 측면에서 개발하는 연구이다. 대부분의 3D프린팅의 기본재료는 고분자 물질로 매우 낮은 열전도율을 가지고 있어, 이를 4D프린팅에 적용할 시 열이 빠르게 전파되지 못하여 매우 느린 변형속도를 보이게 된다. 하지만 고분자 물질의 열전도율을 높은 값으로 향상시킬 수 있다면 변형속도를 빠르게 할 수 있을것이다. 뿐만 아니라 변화 하는 부분의 열전도율을 다르게 한다면 복잡한 형상조립도 가능할 것으로 기대 된다

  관련 과제 : 창의소재 활용이 가능한 3D 프린팅 콘텐츠 형상관리 시뮬레이터 연구지원사업(정보통신기술진흥센터)

 

열전소자 및 나노광소자 열관리

계속적으로 전자기기들의 사이즈는 작아지고 있는 추세이고, 그에 따라 전자기기 안에 들어가는 여러 부품들의 크기도 마찬가지로 작아지고 있다. 앞으로도 더욱 더 작아질 것으로 예상되는 열전소자 및 나노광소자의 열관리는 미래의 중요한 과제가 아닐 수 없다. 열전소자 및 나노광소자의 열관리는 필요에 따라 열전도율을 높이거나 낮추면서 진행되고 있으며 나노사이즈의 열전도율을 측정하는 것은 열 관리뿐만 아니라 전자기기의 효율에 큰 영향을 미칠수 있는 요소를 제어 하는 것으로 의미를 부여할 수 있다. 때문에 우리 연구실에서는 실리콘-게르마늄 코어 셸 나노와이어 및 실리콘 나노접점, 신물질인 그래핀등의 열전도율을 측정함으로써 나노사이즈 물질의 열관리 연구에 앞장서고자 한다.

Gwangju Institute of Science and Technology, Oryong-dong, Buk-gu, Gwangju, Korea  500-712,

광주광역시 북구 첨단 과기로 123(오룡동) 광주과학기술원

@Copyright 2013 Nano Energy & Heat Transfer LAB, All Rights Reserves