KR20120020582A - 유연성을 갖는 열전 변환재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 열전 소자 - Google Patents

유연성을 갖는 열전 변환재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 열전 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20120020582A
KR20120020582A KR1020100084276A KR20100084276A KR20120020582A KR 20120020582 A KR20120020582 A KR 20120020582A KR 1020100084276 A KR1020100084276 A KR 1020100084276A KR 20100084276 A KR20100084276 A KR 20100084276A KR 20120020582 A KR20120020582 A KR 20120020582A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thermoelectric
inorganic
conversion material
thermoelectric conversion
polymer
Prior art date
Application number
KR1020100084276A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101144888B1 (ko
Inventor
이현정
오누리
김준경
윤호동
임순호
박민
이상수
김희숙
Original Assignee
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020100084276A priority Critical patent/KR101144888B1/ko
Publication of KR20120020582A publication Critical patent/KR20120020582A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101144888B1 publication Critical patent/KR101144888B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80—Constructional details
    • H10N10/85—Thermoelectric active materials
    • H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/01—Manufacture or treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80—Constructional details
    • H10N10/85—Thermoelectric active materials
    • H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
    • H10N10/852—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising tellurium, selenium or sulfur
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80—Constructional details
    • H10N10/85—Thermoelectric active materials
    • H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
    • H10N10/853—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising arsenic, antimony or bismuth
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80—Constructional details
    • H10N10/85—Thermoelectric active materials
    • H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
    • H10N10/855—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising compounds containing boron, carbon, oxygen or nitrogen
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80—Constructional details
    • H10N10/85—Thermoelectric active materials
    • H10N10/856—Thermoelectric active materials comprising organic compositions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 유연성을 갖는 열전 변환재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 열전 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유리전이온도(Tg) 50 내지 500 ℃ 및 굴곡 강도(ASTM D 790) 30 내지 10000 MPa인 전기 비전도성 고분자, 및 상기 전기 비전도성 고분자 상에 분산된 무기 열전 재료를 포함하는 열전 소자용 열전 변환재; 상기 열전 변환재를 건식법 또는 습식법으로 제조 하는 방법; 및 상기 열전 변환재를 포함하는 열전 소자에 관한 것이다.
본 발명에 따른 열전 변환재는 열 확산도가 낮고 전기 비전도성인 고분자 모재(matrix)에, 무기 열전 재료가 충전제(filler)로 분산된 복합체로서, 유연성이 우수하여 벌크 또는 박막 등 다양한 형태로 성형이 가능하면서도, 내열성 및 기계적 물성이 우수하고, 전기 전도도 및 제벡 계수가 높아, 안정적인 열전 성능을 나타낼 수 있는 장점이 있다.

Description

유연성을 갖는 열전 변환재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 열전 소자{FLEXIBLE THERMOELECTRIC MATERIAL, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND THERMOELECTRIC DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 유연성을 갖는 열전 변환재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 열전 소자에 관한 것이다.
열전 효과(thermoelectric effect)는 열 에너지와 전기 에너지가 직접적으로 변환되는 현상을 총칭하는 것으로서, 외부로부터 인가된 전류에 의해 온도차가 발생하는 펠티어 효과(Peltier effect)와, 반대로 온도차에 의해 기전력이 생겨서 전류가 발생하는 제벡 효과(Seebeck effect)가 대표적인 예이다.
최근 에너지 문제 및 지구 온난화 현상의 대두와 함께, 상기 열전 효과를 이용한 열전 발전, 냉각 장치 등에 관한 관심이 높아지고 있다. 그에 따라, 열전 변환 효율을 높이기 위해 보다 향상된 열전 성능 지수(ZT)를 나타낼 수 있는 - 즉, 보다 우수한 제벡 상수 및 전기 전도도를 나타내면서도, 낮은 열 확산도를 나타낼 수 있는 - 열전 변환 물질의 개발에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.
그 중 대부분은 무기 열전 재료에 관한 것인데, 다양한 물질의 무기 열전 재료를 이종 복합체, 저차원 구조체, 초격자 결정구조, 나노선 구조체 등으로 제조함으로써, 열전 특성의 향상 면에서 많은 성과를 이루고 있다. 그러나, 무기 열전 재료는 가공이 용이하지 않으며, 취성(brittleness)이 높아 기계의 진동 등에 의해 쉽게 파손되는 단점이 있다.
한편, 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole) 등의 전기 전도성 고분자를 열전 재료로 사용하는 것에 관한 연구가 진행되고 있다. 상기 전기 전도성 고분자는 가공이 용이한 장점이 있으나, 무기 열전 재료에 비하여 열전 특성이 떨어질 뿐만 아니라, 내열성도 떨어져 고온 환경에서는 사용이 불가능한 단점이 있다. 또한, 상기 전기 전도성 고분자는 비록 전기 전도성을 나타낼지라도 열 확산도가 높은 문제점이 있기 때문에 열전 성능 지수(ZT)를 향상시키는데 한계가 있어, 열전 변환 효율이 충분치 못하여 매우 국한된 분야를 제외하고는 제대로 활용되지 못하고 있다.
이에 본 발명은 유연성을 가지면서도 내열성 및 기계적 물성이 우수하고 안정적인 열전 성능 지수를 나타냄에 따라, 열전 소자에 바람직하게 사용될 수 있는 열전 소자용 열전 변환재를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 또한 상기 열전 변환재의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 열전 변환재를 포함하여 우수한 열전 변환 효율을 나타내는 열전 소자를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은
유리전이온도(Tg) 50 내지 500 ℃ 및 굴곡 강도(ASTM D 790) 30 내지 10000 MPa인 전기 비전도성 고분자; 및
상기 전기 비전도성 고분자 상에 분산된 무기 열전 재료
를 포함하는 열전 소자용 열전 변환재를 제공한다.
상기 열전 변환재는 상기 고분자 100 중량부에 대하여 상기 무기 열전 재료 0.01 내지 90 중량부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 고분자는 폴리비닐피롤리돈, 폴리스티렌, 폴리비닐아세테이트, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 나일론, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 무기 열전 재료는 탄소계, 텔루라이드(telluride)계 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
여기서, 상기 탄소계 무기 열전 재료는 탄소나노튜브(carbon nanotube), 그라펜(grapheme) 및 그라파이트(graphite)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고; 상기 탄소나노튜브는 길이가 100 nm 내지 100 ㎛인 것일 수 있다.
또한, 상기 텔루라이드계(telluride) 무기 열전 재료는 Bi 및 Sb를 포함하는 ⅤA족 텔루라이드계; Pb, Ge 및 Sn을 포함하는 ⅣA족 텔루라이드계; 및 In 및 Ga를 포함하는 ⅢA족 텔루라이드계로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 텔루라이드계 무기 열전 재료는 길이 50 nm 내지 100 ㎛의 튜브 또는 와이어일 수 있고; 또는 입경 1 nm 내지 500 nm의 입자일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 상기 열전 변환재는 벌크(bulk) 또는 필름(film)의 형태일 수 있다.
또한, 상기 열전 변환재는 하기 수학식 1로 정의되는 열전 성능 지수(ZT)가 온도 300 K에서 1 X 10-6 내지 2 일 수 있다.
[수학식 1]
ZT = α2σT/κ
상기 수학식 1에서, α는 열전 변환재의 제벡 상수(V/K)를 나타내고, σ는 열전 변환재의 전기 전도도(S/m)를 나타내며, κ는 열전 변환재의 열 전도도(W/m?K)를 나타낸다.
한편, 본 발명은
유리전이온도(Tg) 50 내지 500 ℃ 및 굴곡 강도(ASTM D 790) 30 내지 10000 MPa인 전기 비전도성 고분자 입자와, 무기 열전 재료를 혼합하는 단계; 및
상기 혼합물을 압축 성형하는 단계
를 포함하는 상기 열전 변환재의 제조 방법을 제공한다.
이때, 상기 혼합물은 상기 고분자 입자 100 중량부에 대하여 상기 무기 열전 재료 0.01 내지 90 중량부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은
유리전이온도(Tg) 50 내지 500 ℃ 및 굴곡 강도(ASTM D 790) 30 내지 10000 MPa인 전기 비전도성 고분자 입자를 포함하는 분산액을 준비하는 단계;
무기 열전 재료를 포함하는 분산액을 준비하는 단계;
상기 두 분산액을 혼합하는 단계; 및
상기 혼합액에 포함된 분산매를 제거하는 단계
를 포함하는 상기 열전 변환재의 제조 방법을 제공한다.
여기서, 상기 분산매를 제거하는 단계는 상기 두 분산액의 혼합액을 기판 또는 몰드에 도포하여 건조시키는 방법으로 수행할 수 있다.
이때, 상기 분산매는 물 또는 유기용매일 수 있다.
또한, 상기 무기 열전 재료를 포함하는 분산액은 계면활성제를 더욱 포함할 수 있다.
또한, 상기 두 분산액의 혼합액은 상기 고분자 입자 100 중량부에 대하여 상기 무기 열전 재료 0.01 내지 90 중량부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 열전 변환재를 포함하는 열전 소자를 제공한다.
상기 열전 소자는 기판; 상기 열전 변환재를 포함하고, 상기 기판 상에 형성된 한 쌍의 열전 반도체; 및 상기 한 쌍의 열전 반도체를 직렬로 연결하고 있는 도체를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 열전 변환재는 열 확산도가 낮고 전기 비전도성인 고분자 모재(matrix)에, 무기 열전 재료가 충전제(filler)로 분산된 복합체로서, 유연성이 우수하여 벌크 또는 박막 등 다양한 형태로 성형이 가능하면서도, 내열성 및 기계적 물성이 우수하고, 전기 전도도 및 제벡 계수가 높아, 안정적인 열전 성능을 나타낼 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 유연성을 갖는 열전 변환재를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 열전 변환재를 제조하기 위한 복합체 입자 및 그 표면 상태를 주사전자현미경(SEM)으로 확대 관찰한 사진이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 열전 변환재의 단면을 주사전자현미경(SEM)으로 확대 관찰한 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 열전 변환재에 포함될 수 있는 무기 열전 재료의 일 예(Bi-Te계 나노 와이어)를 주사전자현미경(SEM)으로 확대 관찰한 사진이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 열전 변환재의 표면을 주사전자현미경(SEM)으로 확대 관찰한 사진이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 박막 필름상의 열전 변환재를 육안으로 관찰한 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 열전 변환재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 열전 소자에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명자들은 열전 소자용 열전 변환재에 대한 연구를 거듭하는 과정에서, 고분자인 모재(matrix)에 무기 열전 재료를 충전제(filler)로 분산시키되, 특히 고분자로 내열성 및 기계적 물성이 우수한 전기 비전도성 고분자를 사용할 경우, 기계적 물성이 우수하면서 유연성을 가져 벌크 또는 박막 등 다양한 형태로 성형이 가능하면서도, 전기 전도도는 높고 열 확산도는 낮출 수 있어 열전 성능 지수(ZT)가 우수함을 확인하고; 또한 상기 열전 변환재를 건식법 또는 습식법으로 제조할 수 있음을 확인하여, 이를 토대로 본 발명을 완성하였다.
여기서, 상기 열전 성능 지수(ZT)는 하기 수학식 1로 정의될 수 있으며, 하기 수학식 1에서, α는 열전 변환재의 제벡 상수(V/K)를 나타내고, σ는 열전 변환재의 전기 전도도(S/m)를 나타내며, κ는 열전 변환재의 열 전도도(W/m?K)를 나타낸다.
[수학식 1]
ZT = α2σT/κ
즉, 열전 성능 지수(ZT)를 보다 향상시키기 위해서는 보다 우수한 제벡 상수(α) 및 전기 전도도(σ)를 나타내면서도, 낮은 열 전도도(κ)를 나타낼 수 있어야 한다.
이와 같은 본 발명은, 일 구현예에 따라,
유리전이온도(Tg) 50 내지 500 ℃ 및 굴곡 강도(ASTM D 790) 30 내지 10000 MPa인 전기 비전도성 고분자; 및
상기 전기 비전도성 고분자 상에 분산된 무기 열전 재료
를 포함하는 열전 소자용 열전 변환재를 제공한다.
이전의 통상적인 전기 전도성 고분자인 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole) 등은 비록 전기 전도도를 나타낼지라도 내열성이 취약하고 열 확산도가 높기 때문에 상기 열전 성능 지수(ZT)를 높이는데 한계가 있을 뿐만 아니라, 특히 열과 공기 등에 취약하기 때문에 고온 환경에서 장시간 사용할 경우 물성이 저하되어 열전 변환 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
이러한 관점에서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 열전 변환재는 전기 비전도성 고분자(matrix) 상에 무기 열전 재료(filler)가 고르게 분산된 상태로서, 기본적으로 유연한 성질을 가져 구부릴 수 있고 성형성이 우수함과 동시에, 내열성 및 기계적 물성이 우수하여 고온에서 장시간 사용하더라도 안정적인 열전 성능 지수를 나타낼 수 있는 장점이 있다. 즉, 상기 전기 비전도성 고분자에 의한 열 확산도를 최소화하면서도 내열성 및 기계적 물성을 확보하고, 상기 전기 비전도성 고분자 상에 고르게 분산된 무기 열전 재료에 의해 전기 전도도를 확보할 수 있어 보다 안정적인 열전 성능 지수를 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전기 비전도성 고분자는 유리전이온도(Tg)가 50 내지 500 ℃, 바람직하게는 50 내지 300 ℃, 보다 바람직하게는 60 내지 150 ℃이고; 굴곡 강도(ASTM D 790)가 30 내지 10000 MPa, 바람직하게는 30 내지 6000 MPa, 보다 바람직하게는 50 내지 2000 MPa인 것일 수 있다.
즉, 고분자 모재(matrix)에 의한 열 확산도를 최소화하면서도 내열성 및 기계적 물성을 확보하기 위하여, 본 발명의 열전 변환재에 포함되는 고분자는 유리전이온도(Tg) 50 내지 500 ℃ 및 굴곡 강도(ASTM D 790) 30 내지 10000 MPa인 전기 비전도성 고분자인 것이 바람직하다.
이때, 상기 전기 비전도성 고분자는 상기 물성을 갖는 것이라면 제한 없이 포함할 수 있으며, 바람직하게는 폴리비닐피롤리돈, 폴리스티렌, 폴리비닐아세테이트, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 나일론, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로서 상기 물성을 만족하는 것일 수 있다. 또한, 상기 물성을 만족하는 엔지니어링 플라스틱 등을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서, 상기 무기 열전 재료는 본 발명이 속하는 기술분야에 공지된 무기 열전 재료를 제한 없이 포함할 수 있으며, 바람직하게는 탄소계, 텔루라이드(telluride)계 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 탄소계 무기 열전 재료는 탄소나노튜브(carbon nanotube), 그라펜(grapheme) 및 그라파이트(graphite)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
여기서, 상기 탄소나노튜브는 길이가 100 nm 내지 100 ㎛인 것이 분산성 측면에서 바람직하고, 단일벽 나노튜브(SWNT), 다중벽 나노튜브(MWNT) 또는 이들의 혼합물 등이 제한 없이 포함될 수 있다.
또한, 상기 텔루라이드(telluride)계 무기 열전 재료는 Bi 및 Sb를 포함하는 ⅤA족 텔루라이드계; Pb, Ge 및 Sn을 포함하는 ⅣA족 텔루라이드계; 및 In 및 Ga를 포함하는 ⅢA족 텔루라이드계로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 Bi 및 Sb를 포함하는 ⅤA족 텔루라이드계일 수 있다.
이때, 상기 텔루라이드계 무기 열전 재료는 분산성 측면에서 길이 50 nm 내지 100 ㎛의 튜브 또는 와이어인 것이 바람직하고; 또는 입경 1 nm 내지 500 nm의 입자인 것이 바람직하며; 필요에 따라 튜브, 와이어, 입자 또는 이들의 혼합물이 포함될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 열전 변환재는 상기 전기 비전도성 고분자 100 중량부에 대하여, 상기 무기 열전 재료 0.01 내지 90 중량부, 바람직하게는 5 내지 70 중량부, 보다 바람직하게는 10 내지 50 중량부를 포함할 수 있다.
즉, 최소한의 열전 효과를 유도할 수 있도록 하기 위하여 상기 무기 열전 재료는 상기 고분자 100 중량부에 대하여 0.001 중량부 이상 포함되는 것이 바람직하며, 상기 무기 열전 재료의 과량 첨가시 분산성 및 가공성이 저하되고 취성이 증가하는 것을 방지하기 위해 상기 고분자 100 중량부에 대하여 90 중량부 이하로 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 열전 변환재는 벌크(bulk) 또는 필름(film)의 형태로 성형된 것일 수 있다. 즉, 상기 열전 변환재는 가공성 및 유연성이 우수하여 다양한 형태로 성형될 수 있다.
또한, 상기 열전 변환재는 상기 수학식 1로 정의되는 열전 성능 지수(ZT)가 온도 300 K에서 1 X 10-6 내지 2, 바람직하게는 1 X 10-5 내지 1.5, 보다 바람직하게는 1 X 10-4 내지 1 로 열전 성능이 우수한 장점이 있다.
한편, 본 발명은 다른 구현예에 따라,
유리전이온도(Tg) 50 내지 500 ℃ 및 굴곡 강도(ASTM D 790) 30 내지 10000 MPa인 전기 비전도성 고분자 입자와, 무기 열전 재료를 혼합하는 단계; 및
상기 혼합물을 압축 성형하는 단계
를 포함하는 상기 열전 변환재의 제조 방법을 제공한다.
먼저, 본 발명의 상기 구현예에 따른 제조 방법은, 상기 전기 비전도성 고분자 입자와 무기 열전 재료를 혼합하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 단계는 입자상의 고분자와 무기 열전 재료를 건식으로 혼합함으로써 상기 고분자 입자의 표면에 무기 열전 재료가 코팅된 복합체 입자를 제조하는 단계이다.
상기 단계에서, 상기 고분자와 무기 열전 재료의 종류 및 함량 범위는 전술한 바와 같으므로, 상술한 내용으로 갈음한다. 이때, 상기 고분자는 입자상으로서, 무기 열전 재료의 크기 등을 감안하여 고분자 입자는 입경이 100 nm 내지 200 ㎛, 바람직하게는 200 nm 내지 100 ㎛, 보다 바람직하게는 500 nm 내지 50 ㎛인 것일 수 있다.
상기 고분자와 무기 열전 재료의 혼합에는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 믹서(mixer)를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 볼 밀링(ball milling), 페이스트 믹서(paste mixer), 기계적 혼합기 (mechanical stirrer) 등을 사용하여 100 내지 10000 rpm으로 1 분 내지 60 분 동안 혼합하는 방법으로 수행할 수 있다.
도 2는 상기 혼합 단계를 통해 얻어진 복합체 입자(표면에 무기 열전 재료가 코팅된 고분자 입자) 및 그 표면 상태를 주사전자현미경(SEM)으로 확대 관찰한 사진으로서, 상기 고분자 입자의 표면에 튜브상의 무기 열전 재료가 높은 밀도로 코팅되어 있는 것을 확인할 수 있다.
상기 혼합 단계 후에, 상기 혼합물을 압축 성형하는 단계를 수행할 수 있다. 상기 압축 성형 단계는 상기 복합체 입자를 임의의 모양으로 압축 성형하는 단계로서, 상기 압축 성형은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 장치 및 공정 조건에서 이루어질 수 있다.
도 3은 전술한 혼합 단계에서 제조한 상기 복합체 입자를 압축 성형한 시편 및 그 단면을 주사전자현미경(SEM)으로 확대 관찰한 사진으로서, 특히 뭉쳐진 고분자 입자들마다 표면에 높은 밀도로 무기 열전 재료가 코팅되어 있어서, 전체적으로 보았을 때 무기 열전 재료에 의한 네트워크 구조가 형성됨을 확인할 수 있고, 이는 전자의 이동 경로 확보에 큰 역할을 하는 것으로 판단할 수 있다.
한편, 본 발명은 또 다른 구현예에 따라,
유리전이온도(Tg) 50 내지 500 ℃ 및 굴곡 강도(ASTM D 790) 30 내지 10000 MPa인 전기 비전도성 고분자 입자를 포함하는 분산액을 준비하는 단계;
무기 열전 재료를 포함하는 분산액을 준비하는 단계;
상기 두 분산액을 혼합하는 단계; 및
상기 혼합액에 포함된 분산매를 제거하는 단계
를 포함하는 상기 열전 변환재의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 구현예에 따른 제조 방법은 상기 열전 변환재를 습식법으로 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 전기 비전도성 고분자 입자를 포함하는 분산액 및 상기 무기 열전 재료를 포함하는 분산액을 각각 준비하고, 이들을 균일하게 혼합한 후, 혼합액에 포함된 분산매를 제거하는 방법으로 수행될 수 있다.
이때, 상기 고분자 입자를 포함하는 분산액은 전술한 고분자 입자를 분산매에 균일하게 분산시킨 용액으로서, 상기 분산매는 물 또는 유기용매일 수 있으며, 상기 유기용매는 디메틸포름아마이드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 에탄올, 부탄올, 아세톤 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 사용되는 고분자의 종류에 따라 분산매의 종류를 달리할 수 있다.
또한, 상기 무기 열전 재료를 포함하는 분산액은 전술한 무기 열전 재료를 분산매에 균일하게 분산시킨 용액으로서, 상기 분산매는 물 또는 유기용매일 수 있으며, 상기 고분자 입자 분산액에서의 분산매와 같거나 다른 것일 수 있다.
여기서, 상기 무기 열전 재료의 특성상 소수성(hydrophobic)을 나타낼 수 있기 때문에, 상기 무기 열전 재료 분산액의 분산매로 물을 사용하는 경우에는 계면활성제를 첨가하여 무기 열전 재료의 분산성을 향상시킬 수 있으며, 상기 계면활성제로는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 것을 사용할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 준비된 고분자 입자 분산액 및 무기 열전 재료 분산액에서 각 분산액의 고형분 농도는 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 에멀젼 또는 슬러리일 수 있다.
이어서, 상기와 같은 방법으로 준비한 고분자 입자 분산액 및 무기 열전 재료 분산액을 혼합하는 단계를 수행할 수 있다. 이때, 상기 두 분산액의 혼합액은 상기 고분자 입자 100 중량부에 대하여 상기 무기 열전 재료 0.01 내지 90 중량부를 포함하는 것이 바람직하므로, 전술한 각 분산액의 준비 단계에서 이를 고려하여 미리 제조하거나, 또는 준비된 각 분산액을 상기 함량 범위에 해당하도록 혼합하는 방법으로 수행할 수 있다.
그 후, 상기 두 분산액의 혼합액에 포함된 분산매를 제거하는 단계를 수행할 수 있다. 상기 분산매를 제거하는 단계는 상기 혼합액을 기판 또는 임의의 몰드에 도포하여 건조시키는 방법으로 수행할 수 있으며, 이를 통해 박막 등 필름 형태의 열전 변환재를 제조할 수 있다.
도 5는 전술한 구현예에 따라 제조한 열전 변환재의 표면을 주사전자현미경(SEM)으로 확대 관찰한 사진으로서, 고분자 입자(도 5에서 둥근 입자) 사이에 무기 열전 재료(도 5에서 와이어 또는 튜브 상)가 고르게 분산되어 있음을 확인할 수 있다. 이처럼 고분자 입자를 템플레이트로 하여 열전 변환재를 제조하는 방법은 전술한 건식법보다 무기 열전 재료가 더 미세한 네트워크 구조를 형성할 수 있다.
또한, 도 6은 전술한 구현예에 따라 제조한 박막 필름상의 열전 변환재를 육안으로 관찰한 사진으로서, 얇고 유연성을 갖는 열전 변환재를 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 각 구현예들에 따른 열전 변환재의 제조 방법은 전술한 단계들을 각각 포함할 수 있다. 다만, 전술한 단계들 이외에도, 상기 각 단계의 이전 또는 이후에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 수행될 수 있는 단계를 더욱 포함할 수 있으므로, 상기 단계들만으로 본 발명의 제조 방법을 한정하는 것은 아니다.
한편, 본 발명은 또 다른 구현예에 따라, 상술한 열전 변환재를 포함하는 열전 소자를 제공한다.
상기 열전 소자는 통상적인 열전 소자의 구성에 따라, 기판; 상기 열전 변환재를 포함하고, 상기 기판 상에 형성된 한 쌍의 열전 반도체; 및 상기 한 쌍의 열전 반도체를 직렬 연결하고 있는 도체를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 열전 소자는, 우수한 열전 성능 지수(ZT)를 나타내는 열전 변환재를 포함함에 따라, 각 열전 반도체가 우수한 열전 변환 효율을 나타내어, 매우 효과적으로 온도차로 인한 열 기전력을 발생시키거나, 전위차에 따른 냉각 효과를 나타낼 수 있다. 따라서, 상기 열전 소자는 냉각 장치 또는 열전 발전기 등에 바람직하게 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.
실시예 1
본 발명의 건식법에 따라 열전 변환재를 제조하였다.
고분자로는 폴리비닐피롤리돈(유리전이온도 150 ℃, 굴곡 강도(ASTM D 790) 300 MPa, 입경 10~100 ㎛)을 사용하였고, 무기 열전 재료로는 탄소나노튜브(길이 1~5 ㎛, 제조사: 제이오사)를 사용하였다.
폴리비닐피롤리돈 100 중량부 및 탄소나노튜브 30 중량부를 믹서(defoaming mixer(AR-250), Thinky Co.)에 첨가하고 2000 rpm으로 10 분 동안 균일 혼합하였고, 입자간의 충분한 충돌을 유도하여 폴리비닐피롤리돈 입자의 표면에 탄소나노튜브가 코팅된 복합체 입자를 제조하였다.
여기서 제조한 복합체 입자의 표면을 주사전자현미경(SEM)으로 확대 촬영한 사진을 도 2에 나타내었으며, 이를 통해 폴리비닐피롤리돈 입자의 표면에 탄소나노튜브가 높은 밀도로 코팅되어 있는 것을 확인할 수 있다.
이어서, 상기 복합체 입자를 압축 성형 장치(제조사: Homemade, stainless steel)로 성형하여 본 발명에 따른 열전 변환재를 제조하였다.
상기 열전 변환재의 단면을 주사전자현미경(SEM)으로 확대 관찰한 사진을 도 3에 나타내었으며, 이를 통해 뭉쳐진 폴리비닐피롤리돈 입자들마다 표면에 높은 밀도로 탄소나노튜브가 코팅되어 있고, 전체적으로 보았을 때 탄소나노튜브에 의한 네트워크 구조가 형성됨을 확인할 수 있다.
실시예 2
무기 열전 재료로 탄소나노튜브 대신, 나노 와이어 형태의 Bi2Te3(길이 10 ㎛)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1-1과 동일한 방법 및 조건으로 열전 변환재를 제조하였다. 도 5는 사용된 나노 와이어 형태의 Bi2Te3를 확대 촬영한 사진이다.
실시예 3
본 발명의 습식법에 따라 열전 변환재를 제조하였다.
고분자로는 폴리스티렌(유리전이온도 110 ℃, 굴곡 강도(ASTM D 790) 100 MPa, 입경 0.5~5 ㎛)을 사용하였고, 무기 열전 재료로는 탄소나노튜브(길이 1~5 ㎛, 제조사: 제이오사)를 사용하였다.
먼저, 분산매인 물에 폴리스티렌 입자 10 중량%를 포함하는 분산액을 제조하였다. 또한, 분산매인 디메틸포름아마이드(DMF)에 탄소나노튜브 50 중량%를 포함하는 분산액을 제조하였는데, 이때 탄소나노튜브의 분산성 향상을 위해 초음파혼합기를 사용하였다.
이어서, 상기 두 분산액을 혼합하였는데, 이때 상기 혼합액에는 폴리스티렌 입자 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 10 중량부가 포함되도록 조절하였다.
그 후, 상기 혼합액을 PDMA Mold에 도포하고 분산매를 건조시켜 필름 형태의 열전 변환재를 제조하였다.
상기 열전 변환재의 표면을을 주사전자현미경(SEM)으로 확대 관찰한 사진을 도 5에 나타내었으며, 이를 통해 폴리스티렌 입자 사이에 탄소나노튜브가 고르게 분산되어 있음을 확인할 수 있다.
실시예 4
본 발명의 습식법에 따라 열전 변환재를 제조하였다.
고분자로는 폴리비닐아세테이트(유리전이온도 60 ℃, 굴곡 강도(ASTM D 790) 50 MPa, 입경 1~100 ㎛)를 사용하였고, 무기 열전 재료로는 탄소나노튜브(길이 1~5 ㎛, 제조사: 제이오사)를 사용하였다.
먼저, 분산매인 물에 폴리비닐아세테이트 입자 10 중량%를 포함하는 분산액을 제조하였다. 또한, 분산매인 물에 탄소나노튜브 10 중량%를 포함하는 분산액을 제조하였는데, 이때 탄소나노튜브의 분산성 향상을 위해 계면활성제(sodium dodecyl sulfate)를 탄소나노튜브의 중량에 대하여 5 중량부로 첨가하였다.
이어서, 상기 두 분산액을 혼합하였는데, 이때 상기 혼합액에는 폴리비닐아세테이트 입자 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 10 중량부가 포함되도록 조절하였다.
그 후, 상기 혼합액을 PDMA Mold에 도포하고 분산매를 건조시켜 박막 필름 형태의 열전 변환재를 제조하였다. 상기 박막 필름 형태의 열전 변환재를 육안으로 관찰한 사진을 도 6에 나타내었다.
시험예 : 열전 변환 지수( ZT ) 산출
실시예 1을 통해 제조한 열전 변환재에 대하여, 열전 측정 장치(모델명: TC-7000, 제조사: Ulvac)를 이용하여, 온도 300 K에서의 전기 전도도(σ), 제벡 상수(α) 및 열 확산도를 측정하여 열전 성능 지수(ZT)를 산출하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다(수학식 1의 열 전도도는 상기 열 확산도 데이터를 이용하여 환산).
구 분 전기 전도도 (S/m) 제벡 상수
(V/K)		 열 확산도
(㎠/s)		 열전 성능 지수
(T=300K)
실시예 1 8.31 X 102 1.09 X 10-5 3.13 X 10-3 1.45 X 10-4
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1에 따른 열전 변환재는 고분자인 모재(matrix)에 무기 열전 재료를 충전제(filler)로 분산시키되, 특히 고분자로 내열성 및 기계적 물성이 우수한 전기 비전도성 고분자를 사용함에 따라, 기계적 물성이 우수하면서 유연성을 가져 벌크 또는 박막 등 다양한 형태로 성형이 가능하면서도, 전기 전도도는 높고 열 확산도는 낮아 열전 성능 지수가 우수함을 알 수 있다.
특히, 실시예에 따른 열전 변환재의 열 확산도는 일반적인 고분자의 열 확산도 값(1 X 10-3 ㎠/s)에 비하여 크게 차이가 나지 않았는데, 이는 고분자 매트릭스에 의해 포논이 산란되기 때문에 무기 열전 재료에 의한 열 전도는 미미하고, 기계적 물성이 우수하면서도 열전 변환재의 전체적인 열전도도는 매우 낮은 값을 갖는 것으로 나타났다.

Claims (23)

  1. 유리전이온도(Tg) 50 내지 500 ℃ 및 굴곡 강도(ASTM D 790) 30 내지 10000 MPa인 전기 비전도성 고분자; 및
    상기 전기 비전도성 고분자 상에 분산된 무기 열전 재료
    를 포함하는 열전 소자용 열전 변환재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자 100 중량부에 대하여, 상기 무기 열전 재료 0.01 내지 90 중량부를 포함하는 열전 변환재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자는 폴리비닐피롤리돈, 폴리스티렌, 폴리비닐아세테이트, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 나일론, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 열전 변환재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기 열전 재료는 탄소계, 텔루라이드(telluride)계 또는 이들의 혼합물인 열전 변환재.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 탄소계 무기 열전 재료는 탄소나노튜브(carbon nanotube), 그라펜(grapheme) 및 그라파이트(graphite)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 열전 변환재.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브는 길이가 100 nm 내지 100 ㎛인 열전 변환재.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 텔루라이드(telluride)계 무기 열전 재료는 Bi 및 Sb를 포함하는 ⅤA족 텔루라이드계; Pb, Ge 및 Sn을 포함하는 ⅣA족 텔루라이드계; 및 In 및 Ga를 포함하는 ⅢA족 텔루라이드계로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 열전 변환재.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 텔루라이드(telluride)계 무기 열전 재료는 길이 50 nm 내지 100 ㎛의 튜브 또는 와이어인 열전 변환재.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 텔루라이드(telluride)계 무기 열전 재료는 입경 1 nm 내지 500 nm의 입자인 열전 변환재.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전 변환재는 벌크(bulk) 또는 필름(film)의 형태인 열전 변환재.
  11. 제 1 항에 있어서,
    하기 수학식 1로 정의되는 열전 성능 지수(ZT)가 온도 300 K에서 1 X 10-6 내지 2 인 열전 변환재:
    [수학식 1]
    ZT = α2σT/κ
    상기 수학식 1에서, α는 열전 변환재의 제벡 상수(V/K)를 나타내고, σ는 열전 변환재의 전기 전도도(S/m)를 나타내며, κ는 열전 변환재의 열 전도도(W/m?K)를 나타낸다.
  12. 유리전이온도(Tg) 50 내지 500 ℃ 및 굴곡 강도(ASTM D 790) 30 내지 10000 MPa인 전기 비전도성 고분자 입자와, 무기 열전 재료를 혼합하는 단계; 및
    상기 혼합물을 압축 성형하는 단계
    를 포함하는 제 1 항의 열전 변환재의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 고분자 입자는 입경이 100 nm 내지 200 ㎛인 열전 변환재의 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 혼합물은 상기 고분자 입자 100 중량부에 대하여 상기 무기 열전 재료 0.01 내지 90 중량부를 포함하는 열전 변환재의 제조 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 전기 비전도성 고분자 입자와 무기 열전 재료의 혼합은 100 내지 10000 rpm으로 1 분 내지 60 분 동안 수행하는 열전 변환재의 제조 방법.
  16. 유리전이온도(Tg) 50 내지 500 ℃ 및 굴곡 강도(ASTM D 790) 30 내지 10000 MPa인 전기 비전도성 고분자 입자를 포함하는 분산액을 준비하는 단계;
    무기 열전 재료를 포함하는 분산액을 준비하는 단계;
    상기 두 분산액을 혼합하는 단계; 및
    상기 혼합액에 포함된 분산매를 제거하는 단계
    를 포함하는 제 1항의 열전 변환재의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 고분자 입자는 입경이 100 nm 내지 200 ㎛인 열전 변환재의 제조 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 분산매를 제거하는 단계는 상기 두 분산액의 혼합액을 기판 또는 몰드에 도포하여 건조시키는 열전 변환재의 제조 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 분산매는 물 또는 유기용매인 열전 변환재의 제조 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 무기 열전 재료를 포함하는 분산액은 계면활성제를 더욱 포함하는 열전 변환재의 제조 방법.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 두 분산액의 혼합액은 상기 고분자 입자 100 중량부에 대하여 상기 무기 열전 재료 0.01 내지 90 중량부를 포함하는 열전 변환재의 제조 방법.
  22. 제 1 항의 열전 변환재를 포함하는 열전 소자.
  23. 제 22 항에 있어서,
    기판; 상기 열전 변환재를 포함하고, 상기 기판 상에 형성된 한 쌍의 열전 반도체; 및 상기 한 쌍의 열전 반도체를 직렬 연결하고 있는 도체를 포함하는 열전 소자.
KR1020100084276A 2010-08-30 2010-08-30 유연성을 갖는 열전 변환재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 열전 소자 KR101144888B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100084276A KR101144888B1 (ko) 2010-08-30 2010-08-30 유연성을 갖는 열전 변환재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 열전 소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100084276A KR101144888B1 (ko) 2010-08-30 2010-08-30 유연성을 갖는 열전 변환재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 열전 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120020582A true KR20120020582A (ko) 2012-03-08
KR101144888B1 KR101144888B1 (ko) 2012-05-14

Family

ID=46129142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100084276A KR101144888B1 (ko) 2010-08-30 2010-08-30 유연성을 갖는 열전 변환재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 열전 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101144888B1 (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101388887B1 (ko) * 2012-12-27 2014-04-23 전자부품연구원 열전 나노컴포지트의 제조방법
KR101401574B1 (ko) * 2012-05-30 2014-06-11 한국과학기술연구원 하이브리드 필러를 이용한 전도성 접착제 및 이의 제조방법
KR101420023B1 (ko) * 2012-12-27 2014-07-17 전자부품연구원 열전 나노컴포지트
KR101420022B1 (ko) * 2012-12-27 2014-07-17 전자부품연구원 열전 나노컴포지트
WO2014115909A1 (ko) * 2013-01-24 2014-07-31 연세대학교 산학협력단 전기 전도성 고분자의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 전기 전도성 고분자의 박막을 포함하는 열전소자
KR101440752B1 (ko) * 2014-02-24 2014-09-17 주식회사 투플렉스 복합필름, 이를 포함하는 복합시트 및 이의 제조방법
KR101528516B1 (ko) * 2013-09-06 2015-06-12 한국과학기술연구원 유기-무기 하이브리드 복합체를 포함하는 고유연성 열전 변환 재료 및 이를 포함하는 열전 소자
KR20160027596A (ko) * 2014-09-01 2016-03-10 울산과학기술원 다기능성 복합재를 이용한 열전장치 및 그의 제조방법
US10136854B2 (en) 2014-05-30 2018-11-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Stretchable thermoelectric material and thermoelectric device including the same
KR20190073079A (ko) * 2017-12-18 2019-06-26 한국과학기술연구원 맥신을 포함하는 열전 복합 재료 및 그 제조 방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101346568B1 (ko) 2012-05-17 2014-01-22 한국과학기술연구원 열전효율이 향상된 적층형 유연성 열전소자 및 이의 제조방법
KR102161267B1 (ko) * 2016-03-23 2020-09-29 삼성전자주식회사 신축성 열전 복합체 및 이를 포함하는 열전소자

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4296236B2 (ja) 2001-04-27 2009-07-15 学校法人東京理科大学 熱電材料及び熱電素子並びに熱電材料の製造方法
JP2003282970A (ja) 2002-03-20 2003-10-03 Sony Corp 熱電変換装置及び熱電変換素子、並びにこれらの製造方法
JP2004087714A (ja) 2002-08-26 2004-03-18 Toyota Motor Corp ハイブリッド熱電変換材料
JP5035561B2 (ja) 2008-08-04 2012-09-26 独立行政法人産業技術総合研究所 ｎ型熱電特性を有する酸化物焼結体

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101401574B1 (ko) * 2012-05-30 2014-06-11 한국과학기술연구원 하이브리드 필러를 이용한 전도성 접착제 및 이의 제조방법
KR101388887B1 (ko) * 2012-12-27 2014-04-23 전자부품연구원 열전 나노컴포지트의 제조방법
KR101420023B1 (ko) * 2012-12-27 2014-07-17 전자부품연구원 열전 나노컴포지트
KR101420022B1 (ko) * 2012-12-27 2014-07-17 전자부품연구원 열전 나노컴포지트
WO2014115909A1 (ko) * 2013-01-24 2014-07-31 연세대학교 산학협력단 전기 전도성 고분자의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 전기 전도성 고분자의 박막을 포함하는 열전소자
US9484516B2 (en) 2013-01-24 2016-11-01 Industry-Academic Cooperation Foundation Yonsei University Method for preparing electroconductive polymer and thermoelectric device comprising electroconductive polymer film prepared using the same
KR101528516B1 (ko) * 2013-09-06 2015-06-12 한국과학기술연구원 유기-무기 하이브리드 복합체를 포함하는 고유연성 열전 변환 재료 및 이를 포함하는 열전 소자
KR101440752B1 (ko) * 2014-02-24 2014-09-17 주식회사 투플렉스 복합필름, 이를 포함하는 복합시트 및 이의 제조방법
US10136854B2 (en) 2014-05-30 2018-11-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Stretchable thermoelectric material and thermoelectric device including the same
KR20160027596A (ko) * 2014-09-01 2016-03-10 울산과학기술원 다기능성 복합재를 이용한 열전장치 및 그의 제조방법
KR20190073079A (ko) * 2017-12-18 2019-06-26 한국과학기술연구원 맥신을 포함하는 열전 복합 재료 및 그 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101144888B1 (ko) 2012-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101144888B1 (ko) 유연성을 갖는 열전 변환재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 열전 소자
Kim et al. Improved thermoelectric behavior of nanotube-filled polymer composites with poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) poly (styrenesulfonate)
Chen et al. Thermal properties of epoxy resin based thermal interfacial materials by filling Ag nanoparticle-decorated graphene nanosheets
Mohiuddin et al. Temperature dependent electrical conductivity of CNT–PEEK composites
Song et al. Boosting piezoelectric performance with a new selective laser sintering 3D printable PVDF/graphene nanocomposite
Jin et al. Synthesis of freestanding PEDOT: PSS/PVA@ Ag NPs nanofiber film for high-performance flexible thermoelectric generator
Matzeu et al. A temperature sensor based on a MWCNT/SEBS nanocomposite
Antar et al. Thermoelectric behaviour of melt processed carbon nanotube/graphite/poly (lactic acid) conductive biopolymer nanocomposites (CPC)
US9496475B2 (en) High performance thermoelectric materials
Guo et al. Flexible and thermostable thermoelectric devices based on large-area and porous all-graphene films
Zhang et al. Effectively decoupling electrical and thermal conductivity of polymer composites
JP2005520021A (ja) 極性重合体及び単層壁炭素ナノチューブを含有する複合体材料
Bisht et al. Progress of hybrid nanocomposite materials for thermoelectric applications
Cheng et al. Achieving significant thermal conductivity improvement via constructing vertically arranged and covalently bonded silicon carbide nanowires/natural rubber composites
Tang et al. Semiconducting polymer contributes favorably to the Seebeck coefficient in multi-component, high-performance n-type thermoelectric nanocomposites
Han et al. Insulating polymers for flexible thermoelectric composites: A multi-perspective review
Al Naim et al. New high mechanically flexible and bendable nanocomposite Ag@ NCDots/PEDOT: PSS/PVA films with high thermoelectric power performance and generator
Butt et al. CNT/Epoxy-Masterbatch Based Nanocomposites: Thermal and Electrical Properties
Kim et al. Thermoelectric behavior of bulk-type functionalized-SWCNT incorporated Te nanowire/PMMA hybrid nanocomposites with a segregated structure
Rahaman et al. Electrical conductivity of polymer–carbon composites: Effects of different factors
KR101699606B1 (ko) 탄소 필러 및 금속 분말을 포함하는 열전도성 고분자 조성물 및 이의 제조방법
Samoei et al. Effect of annealing on graphene/PVDF nanocomposites
Samoilov et al. Electrical conductivity of a carbon reinforced alumina resistive composite material based on synthetic graphite and graphene
Feng et al. Dielectric properties of two-dimensional Bi 2 Se 3 hexagonal nanoplates modified PVDF nanocomposites
Lin et al. Improved thermal property of a multilayered graphite nanoplatelets filled silicone resin composite

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150430

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170502

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180409

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190502

Year of fee payment: 8