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한국전기연구원(KERI, 이하 전기연)은 전기연이 중심이 된 정부출연연구기관·기업 연합팀이 열을 전기로 바꾸는 '열전발전'의 산업화를 위한 디딤돌을 마련했다고 9일 밝혔다.

연합팀에는 전기연 전기변환소재연구센터 박수동 박사팀, 한국기계연구원, 한국에너지기술연구원, 한국표준과학연구원, 서울대, 에코피아, 정관이 함께했다.

열전발전은 실용 연구 데이터가 매우 부족하고, 이론과 실제 효율과의 괴리도 커서 산업현장에 제대로 적용한 사례가 드물다.

이에 연구팀은 정부 지원을 받아 국내 기업들이 열전발전 성능을 평가할 수 있게 도와주는 기준체계를 확립했다.

연구팀은 자체 개발한 인공지능(AI) 알고리즘을 통해 열전발전 성능의 가늠자 역할을 할 기준 반도체 물질과 소자부터 개발했다.

먼저 AI에 전 세계 논문 등 1만3천여개의 출판물을 학습시켜 가장 많이 쓰인 열전 반도체의 조성을 파악하고, 평균 성능과 규격을 도출했다.

또 온도·제조방식 등 각종 대내외 환경 조건에 영향을 적게 받는 성질까지 분석해 산업적 척도가 될 '열전발전 기준 소자 3종'을 개발했다.

산업계는 이 3종 소자를 기준으로 자신들이 자체 개발·보유한 열전발전 소자의 성능을 비교·평가할 수 있다.

연구팀은 또 기업들이 열전발전 연구개발, 설계, 제조 과정에서 활용할 수 있는 '엔지니어링 데이터'를 만들어 수요기업에 공개한다.

이 데이터에는 열전 반도체 물성 정보 등 다양한 내용이 담겨 있다.

연구팀은 기업들이 개발한 킬로와트(㎾)급 열전발전 파워 모듈을 실증·평가하는 인프라도 구축했다.

이 인프라는 산업현장 조건과 유사하게 250∼300도의 고온가스가 다양한 속도(최대 14㎧)로 뿜어져 나오게 만들어 열전발전 모듈의 성능을 검증한다.

전기연은 열전 반도체·소자에 따라 출력이 어느 정도 나오는지 시뮬레이션을 할 수 있는 웹사이트까지 구축해서 무료로 오픈했다.

박수동 박사는 "열전발전 개발 과정에서 필요한 기준점, 데이터, 실증 인프라까지 원스톱 체계를 구축했고, 누구나 활용할 수 있게 해 공공성을 더했다"며 "그동안 멀게만 느껴진 친환경 열전발전 기술의 체감도를 높일 수 있게 노력하겠다"고 말했다.

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