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- 열전발전/냉각
Seebeck 효과란 서로 다른 두 물질로 접점(junction)을 만들고 두 접점 사이에 온도차를
주면 그림1과 같이 열기전력이 발생한다는 것이다. 이를 이용하여 열을 전기로 바꾸는 방법을 열전 발전이라 한다. Peltier
효과란 두 접점에 전류를 흘리면 전류 방향에 따라 한 접점에선 열이 주위로부터 흡수되고 다른 접점에선 열이 외부로
방출되는 현상이다. Peltier 효과를 이용하면, 압축기(compressor) 없이도 냉각할 수 있으며 이를 열전
냉각이라 한다.
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| 그림 1. 열전 발전(a) 및 열전 냉각(b) 모형도. N과 P는 각각 n-type, p-type
narrow-gap 반도체. |
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응용
열전효과를 응용한 열전소자의 개발은 그것의 소형, 간단함, 긴 수명, 무소음 및 무공해 등의
장점 등으로 인하여 군사, 의료기기, 전기전자 장치 등 많은 분야에 그 활용범위가 확대되고 있다. 최근에는 전기,
전자기기의 소형화 및 집적화에 따른 온도 및 기타 변수들에 대한 안전성 문제가 제기되면서 소형 온도센서와 국부냉각(가열)에
의한 엄격한 항온제어에 열전현상을 이용함으로써 앞의 장점들을 얻을 수 있기 때문이며, 이에 관한 연구가 매우 활발히
이루어지고 있다. 전자부품의 소형화, 집적화 및 고성능화에 따른 반도체 소자의 작동시 발생하는 열로 인한 열적 안정성
문제가 반도체 산업이 해결해야 할 문제로 제시되고 있다. 이를 위한 해결책으로 열전소자 (thermoelectric
module)를 이용한 열전냉각이 효과적이다.
자료작성:이 규 철 (포항공과대학교)
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