삼성전자가 버려지는 열을 전기로 변환하는 고효율 신소재 개발에 성공했다. 삼성전자 종합기술원은 열전성능을 획기적으로 향상시킨 신(新) 열전(熱電) 소재인 ‘인듐셀레나이드(In4Se3-x)’를 개발했다고 18일 밝혔다. 이 연구결과는 과학잡지 ‘네이처’ 본판 (18일자)과 온라인에 게재됐다. 열전성능이란 열을 전기로 변화시키는 성능이다. 열과 전기의 상호 변환이 가능하게 만드는 소재로 자동차나 공장 등에서 폐열로 방출되는 열을 회수, 전기를 생산하는 열전발전에 응용할 수 있다. 그동안 열과 전기의 변환 효율이 낮아 응용이 제한적이었다고 회사 측은 설명했다. “새로 개발된 인듐셀레나이드는 에너지 변환 효율을 기존 7%에서 12%로 향상시킴으로써 열전발전의 상용화 가능성을 앞당겼다”는 것이다. 삼성전자는 이번 연구에서 열전성능이 높은 재료를 개발했다. 성균관대는 결정성장, 포항공대와 미국 럿거스대는 열전물성을 검증했다. 삼성전자가 제시한 열전변환 메커니즘은 금속 전자의 움직임을 제한하면 금속이 반도체로 변하면서 금속 격자가 뒤틀리고, 이로 인해 열전도도가 낮아져 열전성능이 높아지는 원리를 바탕으로 하고 있다. 기존에 보고된 고효율 열전소재는 대부분 박막 또는 나노와이어로 열전 발전을 위한 온도차 유지와 벌크(덩어리) 형태로 돼있어 제조가 거의 불가능했다. 실용화에 제약이 컸다. 삼성전자는 관련 물질 특허를 확보한 상태이며 개발 메커니즘에 대한 원천 특허도 확보했다. 삼성전자는 향후 열전특성의 증대와 시스템화, 내구성과 소재 안정성 등의 물성 최적화를 통해 상용화를 위한 재료 확보에 집중한다는 방침이다. 아울러 이번에 규명된 원리를 기반으로 신물질 개발에 주력할 계획이다.