• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.29 no.1
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• pp.104-112
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• 2014

열전소자는 열에너지를 전기에너지로, 전기에너지를 열에너지로 직접 변환하는데 사용되는 소자로 에너지 절감이라는 시대적 요구에 가장 잘 부응하는 소재이자 기술이다. 이것은 자동차, 우주 항공, 반도체, 바이오, 광학, 컴퓨터, 발전, 가전제품 등 산업전반에서 광범위하게 활용되고 있다. 선진국들은 연구소와 기업을 중심으로 연료효율을 증진시키기 위한 열전소재 연구를 진행하고 있고, 국내에서도 연구소와 대학을 중심으로 수행되고 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.277-277
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• 2015

칼슘산화물계 열전에너지변환소재의 박막화를 위하여 타겟 제조공정 및 스퍼터링 공정에 대한 연구를 수행하였다. 방전플라즈마 소결(SPS) 공정을 이용하여 상대밀도 97%이상의 스퍼터링 타겟을 제조하였으며, 스퍼터링 공정을 통하여 at.% ${\pm}1.35$ 이하의 균일한 조성을 갖는 칼슘산화물계 열전에너지변환소재의 박막을 제조하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.3
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• pp.243-248
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• 2013

Internal combustion engines typically expel 30%-40% of the energy supplied by fuel to the environment through their exhaust system. Therefore, further significant improvements in the thermal efficiency of IC engines are possible by recovering the waste heat from the engine exhaust gas. With this fact in mind, a numerical simulation was carried out to investigate the potential of using thermoelectric generation with an internal combustion engine for waste heat recovery. Physical parameters such as the exhaust temperature and mass flow rate were evaluated in the exhaust system, and the optimum location for inserting a thermoelectric generator (TEG) into the system was determined. The TEG will be located in the exhaust system and will use the energy flow between the warmer exhaust gas and the external environment. The optimum position of the temperature distribution and the TEG performance were predicted through numerical analysis. The experimental results obtained showed that the power output significantly increases with the temperature difference between the cold and hot sides of the TEG.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.129.1-129.1
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• 2011

최근 급격한 경제성장과 고도 산업사회로의 전환에 따라 에너지 수요가 크게 증가하고 있다. 이에 따라 석유, 가스 등 화석에너지의 소비량과 온실가스 배출량이 급격히 늘어나고 있는 실정이다. 따라서 화석에너지의 소비와 온실가스 배출을 저감시키기 위해 친환경적인 에너지를 이용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이와 같은 노력 중 하나가 바로 태양열에너지를 이용하는 방법이다. 태양열에너지는 자원 고갈의 우려가 없고, 에너지의 이용 과정에서 공해 물질을 배출하지 않아 대체 에너지원으로 각광을 받고 있다. 하지만 에너지 밀도가 낮고 에너지의 공급이 기상조건에 따라 큰 영향을 받으므로 태양열에너지를 이용하기 위해서는 효율적인 집열시스템이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 우수한 열적특성을 가진 탄소나노유체를 히트파이프 작동유체에 적용하여, 태양열 집열기의 효율을 향상시키기 위해 탄소나노유체의 열전도도 및 점도특성을 비교분석하였다. 나노유체는 에탄올에 산화 다중벽 탄소나노튜브(Oxidized Multi-walled Carbon Nanotubes, OMWCNTs)를 혼합하고, 초음파 분산하여 제조하였다. 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도와 점도는 저온($10^{\circ}C$), 상온($25^{\circ}C$), 고온($70^{\circ}C$)에서 측정하여 비교분석하였으며, 열전도도는 전기 전도성 유체의 비정상 열선법(Transient Hot-wire Method)을 이용하여 측정하였고, 점도는 회전형 디지털 점도계를 이용하였다. 실험 결과 0.1 vol%의 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도는 기본 유체 대비 33.72%($10^{\circ}C$), 33.14%($25^{\circ}C$), 32.26%($70^{\circ}C$)가 향상되었으며, 점도 또한 기본유체보다 크게 증가하지 않아 히트파이프 작동유체로서 우수한 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 태양열 집열기 히트파이프의 효율 향상을 위한 기초자료로써 유용한 정보를 제공할 것이라 판단된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2013.10a
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• pp.854-855
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• 2013

최근 국내 전력공급 문제에 따라 다양한 에너지절감형 기술과 제품이 연구되고 있다. 특히 국내 기준 전체 전력 소비량의 약 20%를 차지하는 조명분야에서는 기존 조명을 대체할 친환경, 고효율 LED 조명에 대한 기술이 대두되고 있다. LED 조명은 원리의 특성상 광효율과 비례하여 LED 접합부 온도가 상승하며 이는 광효율과 수명을 저하시킨다. 이에 다양한 방열기술이 LED 조명기술의 핵심이라 할 수 있다. 본 논문에서는 LED 모듈 접합부의 발열을 열전소자를 활용하여 열전발전 함으로써 에너지를 절감하고, 열회수를 통한 방열효과를 제공 하는 LED 조명을 제안한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.47 no.5
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• pp.587-592
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• 2009

Heat transfer model and energy dissipation rate were investigated to examine the heat transfer mechanism in bubble columns with continuous operation. The energy dissipation rate($E_D$) obtained from the unsteady state heat transfer model based on the surface renewal theory was significantly small, comparing with the hydrodynamic energy dissipation rate($P_v$) calculated from the overall hydrodynamic energy balance based on the behaviors and holdups of gas and liquid phases in the column. It was found from these results that the energy dissipation rate based on the surface renewal theory is independent of the hydrodynamic energy dissipation rate obtained from the overall hydrodynamic energy balance in the bubble column, in considering their mechanism. The different two energy dissipation rates were correlated in terms of operating variables within this experimental conditions, respectively.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.1
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• pp.19-27
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• 2000

본 연구에서는 폐열회수를 위한 열전발전기술개발의 일환으로 자체 고안한 열전발전시스템을 구성하였고 상용화된 열전모듈을 적용하여 다양한 온도범위에서 열전모듈의 출력성능을 시험하였다. 시스템에 적용된 실험용 열전소자로는 49개의 열전쌍으로 구성된 미국 A 사의 모듈과 127개의 열전쌍으로 구성된 국내 B 사에서 제조한 모듈을 사용하였으며, 열전모듈 한 개에 대하여 , 그리고 5개의 모듈을 직렬로 연결하여 온도차 ($\Delta$T)를 변화시키면서 이때의 출력변화를 측정하였고, 또한15$0^{\circ}C$로 고정된 온도차에서 부하저항을 변화시키면서 출력성능을 실험하여 발전출력에 미치는 시스템인자들을 조사하고 이를 적용한 발전시스템의 최적조건을 도출하고자하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.123.1-123.1
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• 2010

수평형 지중열교환기의 최적설계를 위해서는 되메움재의 광물특성 및 입자크기, 열전도도(thermal conductivity), 열용량(heat capacity)등과 같은 열적 특성을 파악 하는 것은 중요하다. 수평형 지중 열교환기용 되메움재의 열전도도를 파악하기 위해 비정상 열선법을 적용한 QTM-500을 사용하여 포화도에 따른 천연규사-물-공기 혼합물의 열전도도를 측정하였다. 측정된 열전도도를 개별요소법(Discrete Element Mothod)에 근거한 2차원 수치해석 프로그램인 PFC2D(Particle Flow Code in 2 Dimension)를 이용하여 비교 분석하였다. 수치해석에서는 혼합물의 건조밀도를 일정하게 유지한 상태에서 포화도에 따라 가상의 물 입자 개수를 변화시켰다. 개별요소법을 이용한 열전달 수치해석에서는 입자의 접촉을 통해 발생한 thermal pipe에 의해 열전달이 이루어진다. 이러한 thermal pipe의 열전도도는 접촉된 두 입자의 열전도도와 접촉면의 평균 열전도도를 고려하여 적용하였다.

• Science of Emotion and Sensibility
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• v.14 no.3
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• pp.435-444
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• 2011

The development of ubiquitous healthcare technology and portable electronic devices requires new energy sources for providing continuous power supply. This study particularly focuses on an energy harvesting system capable of charging energy using clothing. One of the sources for energy harvesting is heat energy, which is the difference in temperature of the body and the surrounding environment. In this study, the skin temperature distribution of the human body was empirically measured to determine the basic materials needed to develop heat energy harvesting clothing. The distribution of skin temperature in different sections of the human body was analyzed. The analysis found that the skin temperature of the upper body was higher than that of the lower body. The area close to the heart with a lot of blood flow was especially high. The skin temperature of the back side of the body, such as the back of the neck, upper back, and waist, was higher than that of the front side of the body. As for the arms, the skin temperature of the upper arms was higher than that of the lower arms, and the skin temperature of the back side of the arms was lower than that of the front and the flank side of the arms. The difference in the average skin temperature and the environment temperature was highest at the back of the neck, and thereby is considered to be the most appropriate section to integrate the heat energy harvesting function and structure. The following sections had the next highest difference in values, listed in descending order: the back of the waist, the sides of shoulders, the front chest area, the front side of the upper arms, and the front abdomen. Based on the skin temperatures of the different sections of the human body, this study outlines the basic guidelines for developing heat energy harvesting clothing.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.22 no.3
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• pp.79-86
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• 2019

Most of low-grad heat (< $200^{\circ}C$) generated from industrial process and human body, is abandoned as waste heat. To harvest the waste heat, the thermoelectrics (TE) technology has been widely investigated so far. However, TE suffers from poor performance and high material cost. As an alternative to the TE device, the thermoelectrical cell (TEC) is gaining growing attention these days. The TEC features several advantages such as high Seebeck coefficient, low cost and design flexibility compared to TE, but its commercial viability was limited by its low heat-to-electricity conversion efficiency. However, recent reports have demonstrated that the performance of TEC can be markedly improved by employing novel electrode/electrolyte materials and by optimizing cell design. This article summarizes the recent progress of TECs in terms of the redox couples, electrolyte solvents and additives, electrode materials and cell design.