[A+무기화학]열전소자 개발 현황 및 국내외 산업폐열 발생 현황 분석을 통한 한국형 열전소자 모색

소개

열전소자에 대해 조사하고, 개발 사례를 중심으로 개발 현황을 조사하였으며, 이를 국내 산업 폐열 발생 동향과 함께 분석하여, 한국 산업에 알맞은 열전소자를 모색하였다.

목차

Ⅰ. 서론
1. 열전현상
2. 기본이론

Ⅱ. 나노 기술을 이용한 열전소자의 개발
1. 나노 열전소자의 개발
2. 나노 열전소자 연구 동향
3. 열전소자 개발 및 적용사례

III. 국내 산업폐열 발생현황
1. 폐열의 발생과 열전소자
2. 화공산업의 폐열발생 현황
3. 화공산업에 적합한 열전소자

IV. 결론
1. 요약 정리
2. 맺음말

본문내용

1. 열전현상
fig. 1 Seebeck와 그의 실험장치
열전현상에는 Seebeck효과(1821)와 Pertier효과(1834), Thomson효과(1851)가 있다. Seebeck효과는 재료 양단간의 온도차에 의해 기전력이 발생하는 효과로서 이를 이용하면 열에너지를 전기에너지로 변환할 수 있다. Seebeck은 [fig.1]과 같이 비스무트와 구리를 연결한 상태에서 비스무트의 한쪽을 가열하였을 때 반시계방향의 유도전류의 영향으로 안에 배치된 나침반이 움직임을 관찰하여 열전효과를 처음으로 규명하였다.
Peltier효과는 Seebeck 효과와 반대로 서로 다른 두 재료를 접합하여 전류를 흐르게 할 경우 양 접합부에서 흡열 및 발열이 일어나는 효과이다.

<중 략>

국내 총 에너지소비량의 약 45%는 산업부문에서 소비된다. 그러나 산업부문에서 사용되는 에너지 중 약 40%만이 실제 유용한 일을 하며 나머지 60%는 산업 폐열로써 버려진다. 이러한 폐열들은 주변의 열 수요처의 부재, 시설개발 비용 부담 등으로 인하여 활용되지 못하고 버려졌으나, 열전소자의 개발로 인해 이들을 곧바로 유용한 전기에너지로 변환할 수 있게 되었다.
한편, 이러한 폐열은 산업의 종류에 따라 배가스, 배온수, 고체 등의 여러 가지 형태와, 여러 가지 온도로 배출되므로 상황에 맞는 열전소자의 적용이 필요하다.

2. 화공산업의 폐열발생 현황

국내 산업에서 석유 및 화학공학 관련 산업이 차지하는 비중이 큰 만큼 전체 산업폐열에서 화공산업으로부터 발생하는 폐열의 비중도 큰 편이다

참고자료

· M.G.Jang/고효율 열전소자기술/전자통신 동향분석/2008
· Y.D.Lee/열전소자 개발동향/
· M.G.Jang/고효율 열전소자기술/전자통신 동향분석/2008
· M.G.Jang/실리콘 열전소자기술/전자통신 동향분석/2012
· Hicks, L.D. and M.S. Dre sselhaus/Thermoelectric figure of merit of a 1D conductor/Physical Review B/1993
· Zhang, Z.B, et al./Electronic transport properties of single- crystal bismuth nanowire arrays/ Physical Review B/2000
· W.Y.Lee/Method for manufa cturing nanowire by using stress induced growth
· Hochbaum, A.I., et al./ Enhanced thermoelectric perform ance of rough silicon nanowires/ Nature/2008.
· Boukai, A.I., et al., Silicon nanowires as efficient thermo electric materials/ Nature/ 2008
· M. Asheghi, Y.K. Leung, S.S. Wong, and K.E. Goodson/ Phonon-boundary Scattering in Thin Silicon/Appl.phys.Lett/1997
· Venkatasubramanian, R., et al./Thin-film thermoelectric devi ces with high room temperature figures of merit/ Nature/ 2001.
· Harman,T.C.,et al./Quantum dot superlattice thermoelectric materials and devices/Science/ 2002
· Hsu, K.F., et al./ Cubic AgPbmSbTe2+m: Bulk thermoe lectric materials with high figure of merit/Science/2004
· M.G.Jang/고효율 열전소자기술/전자통신 동향분석/2008
· Allon I. Gochbaum, Renkun Chen, Raul Diaz Delgado, Wenjie Liang, Erik C. Garnett, Mark Najarian, Arun Majumdar, and Peidong Yang/Enhanced Thermo electric Performance of Rough Silicon Nanowires/Nature/ 2008
· Koichiro Suekuni, et al,/ High-performance thermoelectric mineral Cu12−xNixSb4S13 tetra hedrite/Appl.Phys/2013
· Rhyee, J.-S., et al., Peierls distortion as a route to high thermoelectric performance in In4Se1-δcrystals/ Nature/2009
· MK News.
· http://www.azom.com/
· K. Biswas, J. He, et al./ Nature/2012, 489, 414.
· L.-D. Zhao, J. He, C.-I. Wu, T. P. Hogan, X. Zhou, C. Uher, V. P. Dravid and M. G. Kanatzidis, J./ Am. Chem. Soc./ 2012
· Xu Lu and Donald T. Morelli /Natural mineral tetrahed rite as a direct source of thermo electric materials
· http://physicsworld.com/
· NDSL 연구동향
· T, J. Park/열전 발전기술을 이용한 경제적 폐열 회수 기술개발. Ⅱ/과학기술부/2001
· J. T. Park et al./국내 산업폐열 현황에 대한 조사연구/설비공학 논문집/2002
· Y.D.Lee/열전소자 개발동향
· 사이언스올 백과사전
· H.W.Lee/ 열전반도체 발전기술의 최근동향
· W.Y.Lee, et al./ 나노기술을 이용한 열전재료 연구동향
· W.Y.Lee, et al/ Method for manufacturing nano wire by using stress induced growth
· M.G.Jang/고효율 열전소자기술/전자통신 동향분석/2008
· M.G.Jang/실리콘 열전소자기술/전자통신 동향분석/2012
· J. T. Park et al./국내 산업폐열 현황에 대한 조사연구/설비공학 논문집/2002
· T, J. Park/열전 발전기술을 이용한 경제적 폐열 회수 기술개발. Ⅱ/과학기술부/2001
· T. Park et al./국내 산업폐열 현황에 대한 조사연구/설비공학 논문집/2002