겨율철에 입는 발열 조끼는 배터리를 연결하면 탄소나노튜브 발열체에 전기를 흘려 에너지를 효율적인 적외선 열로 전환함으로 열을 내는데, 그 원리가 궁금합니다.

Question

겨율철에 입는 발열 조끼는 배터리를 연결하면 탄소나노튜브 발열체에 전기를 흘려 에너지를 효율적인 적외선 열로 전환함으로 열을 내는데, 그 원리가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

발열 조끼의 탄소나노튜브 발열체는 전기에너지를 열로 바꾸는 줄열 현상과, 탄소 결합 특성에서 나오는 원적외선 복사 원리를 이용한 것입니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드릴게요.

발열조끼에 배터리가 연결되면 전압에 의해 전자가 탄소나노튜브 내부를 따라 이동하고, 이동하는 전자가 탄소나노튜브를 구성하는 탄소 원자 격자와 지속적으로 충돌하면서 열에너지를 발생합니다. 타노나노튜브는 전도성이 뛰어난 나노 물질이라 전원이 입력되는 즉시 저항 손실을 최소화하면서 몇 초 만에 설정 온도로 열을 올립니다.

기존 금속 열선은 선을 따라 열이 나는 방식을 써서 열 손실이 크고 국소 부위만 뜨거워지지만 탄소나노튜브는 필름이나 섬유 형태의 면 단위로 발열하여 낮은 보조배터리 전력으로도 넓은 면적에 열을 균일하게 전파할 수 있습니다. 또한, 벌집 모양의 탄소 공유 결합 구조 덕분에 의류를 구부리거나 접어도 전기 흐름이 끊기지 않아 열 전달 효율이 유지됩니다.