과학기술부와 한국과학재단 지정 우수연구센터(공학연구센터, ERC)인 충남대 급속응고신소재연구센터의 천병선교수 연구팀(금속공학과)은 기존 재료보다 우수한 급속응고 고기능성 열전반도체를 국내 최초로 대량 생산할 수 있는 공정을 개발했다고29일 밝혔다.연구팀이 지난 93년부터 총 1억5천만원을 투입해 개발한 열전반도체는 기존 철(FE)-규소(SI), 비스무스(BI)-텔륨(TE) 등의 기본 금속류외에 가격이 저렴하고 성능이 좋은 망간(MN)-규소(SI)계의 금속류도 재료로 사용해 산업에 폭넓게 적용할 수있는 것이 특징이다.
제조공정 역시 기존 주조법이나 기계적 절삭가공법등에 비해 재료 손실이 적고가공시간을 절약할 수 있어 자동으로 대량 생산이 가능하다는 것.
특히 급속응고방식으로 제조돼 조직이 화학적으로 균질, 열전효율이 기존 제품에 비해 2배이상 뛰어나다.
연구팀은 기존의 제조공정을 이용할 경우 방향성및 합금원소의 고유 특성때문에12㎏/㎟의 강도에 견딜수 있었으나 급속응고분말법을 사용한 이 열전반도체는 최대30㎏/㎟의 고강도 특성을 지닌다고 밝혔다.
이 방법으로 제품을 양산할 경우 일본 제품에 비해 가격을 50% 이상 낮출 수 있다는 것.
열전기술은 열전온도 200도 이하의 비스무스(BI) 계열의 저온용및 열전온도 200-500도의 납(PB)계열의 중온용의 경우 군사, 가전,의료분야에 응용되고 있으며 고온용의 경우 항공,우주산업에 적용할 경우 고정밀 온도제어시스템과 에너지 절약형무공해 발전시스템등에 적용할 수 있다.
열전반도체의 국내 수요는 올해에만 약 2천억원에 이르고 있으며 ㈜청호나이스등 관련업계는 그동안 미국 마로, 멜로코사로부터 재료를 수입해 냉온정수기, 에어컨등에 사용해왔다.
천교수는 "가장 빨리 적용이 될 분야는 자동차 에어컨 및 가정용 냉장고 냉매압축기(컴퓨레셔)등이다"면서 "열전반도체의 경우 가전.군사.의료기기부품이외에 우주망원경카메라, 휴대용 발전기, 무전원팬히터, 고성능PC, 각종 통신기기 및 계측기의냉각.항온시스템, 무공해전원공급장치, 자동차 폐열을 이용한 열발전시스템 등 무한하다"고 말했다.
2005년 국내 시장의 경우 약 2조원, 세계시장의 경우 약 20조원의 규모가 예상된다./연합뉴스
