열전소재가 온도 차이를 이용해 전기를 생산하는 물리적 원리는?
안녕하십니가.
열전소재는 열에 의해 전자가 이동한다고 하는데, 제벡 효과라 불리는 효과의 작동되는 원리와 효율 개선 기술과 관련하여 전문가 분들의 의견 부탁드립니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
제벡 효과는 학생때 배웠던 기억이 있습니다. 해당 효과는 물질의 양끝에 온도가 차이가 나면 전압이 발생하는 원리로 전기에너지와 열에너지 사이의 관계에 대한 식 입니다.
이는 한쪽에 고온을 가하고 한쪽을 저온으로 유지하면 고온을 가한 부위에서 전자가 저온을 유지하는 곳보다 높은 운동에너지를 가지게 됩니다. 이때 이 운동에너지가 낮은곳으로 이동하려고 하게 되는데 그래서 고온부에는 전자가 이동하여 양전하를 띄고 저온부에서는 전자가 이동하여 음전하를 띄게 됩니다.
실제로 이러한 효과를 사용하여 열전발전기를 만들어 전기를 생산하고 있기도 합니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
제벡 효과는 두 종류의 금속이나 반도체를 연결했을 때 온도 차이가 생기면 전자가 이동해 전압이 발생하는 현상으로 열 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하는 원리입니다 이때 전자의 확산과 에너지 밴드 차이로 인해 열이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 전류가 흐릅니다
안녕하세요.
열전소재는 뜨거운 쪽과 차가운 쪽의 온도 차이를 이용해서 전기를 만드는 것입니다. 열을 받으면 전자가 에너지를 얻어서 차가운 쪽으로 이동하면서 전압이 발생합니다. 이걸 제벡 효과라고 하는 것이죠. 요즘은 전기는 잘 통하면서 열은 덜 통하게 만드는 나노소재 설계로 효율을 높이고 있습니다.