열전기 열교환기(thermo electric device)는 좁은 밀폐된 공간에서 고온에서 저온으

로 열을 강제 이동시키는 장치로 컴퓨터나 전자제품 등 갈수록 크기가 작아지는 전

자 장치에 적합한 열교환기이다. 

기존에 사용되는 형태는 구리 또는 알루미늄을 이용하여 제작되었다. 금번 미국 

NASA 소속 Jet Propulsion연구소에서는 가볍고 열전도도가 우수한 탄소나노 와이

어를 이용해 열전기 열교환기를 생산하는 방법을 개발했다. 이미 시제품이 제작됐지

만, 새로 개발된 방법은 탄소 나노 와이어의 지름을 약 10 nm로 제작해서 전하 이동

성(charge carner mobility)이 증가하도록 설계됐다.

나노와이어의 지름이 1/10로 감소할때 발생하는 효율성 증가는 약 1000배로 예상된

다.

열전기 열교환기에 사용되는 나노 와이어는 전기 화학(electrochemical) 방법으로 

제작될 수 있다. 길이 1~100 μm의 나노와이어가 기저판에 미리 마련된 지름 

10~100 nm의 구멍에서 성장이 시작된다. 성장이 시작된 나노 와이어들은 기존의 열

전기 열교환기와 유사한 모습으로 무리를 지게 된다. 

실제 대량 생산으로 제작되는 열교환기에는 적어도 10억개 이상의 와이어가 포함된

다. 전류를 공급할 금속판에 약 10억개의 나노 와이어를 접촉하는 나노 와이어는 약 

10 μm 지름으로 무리가 지어진다. 

이 무리의 공극률(porosity)은 약 50%이다. 보다 정확한 접촉을 위해서 무리가 지어

진 나노 와이어 쪽에도 열전기 교환 특성을 가진 소재를 역으로 무리가 지어진 나노 

와이어 쪽에도 열전기 교환 특성을 가진 소재를 역으로 성장하게 한 다음 적용되는 

응용 제품의 설계 규격에 맞게 절단하는 방법이 현재로서는 가장 효과적인 방법으

로 논의되고 있다.

  정보출처   www.nasatech.com  

  원문언어   영어 

  출판날짜   2005년 07월 28일 

  국      가   미국 

  주제분야   열공학(Q11) 

  원본파일    /upload/jpakphd99/Thermoelectric-Devices.doc