쓰쿠바대학 학제물질과학연구센터 모모토 히로 교수의 연구그룹은 저비용 전지 재료인 코발트 풀샹블루 유사체(LixCo[Fe(CN)6]y)가 실온에서 큰 열기전력을 나타내는 것을 발견 했다.이 열기전력은 주요 반도체 열발전 재료인 텔루르화비스무트(Bi2Te3)의 1도당 0.2밀리볼트를 초과하고, 0.2~0.8밀리볼트로 크다.
산업배열의 재이용, 건물 표면의 태양열을 이용한 발전, 체온을 이용한 모바일 발전 등 열을 전기로 변환하는 열발전 기술이 주목받고 있다.
연구그룹은 지금까지 저비용의 열발전을 실현하기 위해 리튬이온 이차전지에 있어서의 정극과 부극재료를 열기전력이 큰 재료로 대체하는 것을 제안해 왔다.이번 연구에서는, 정극을 코발트 풀샹 블루 유사체 박막, 부극을 금속 리튬, 전해액을 1MLiClO4를 용해한 탄산에틸렌/탄산디에틸 용액으로서 리튬 이온 이차 전지를 구성해, 전해액의 온도와 기전력 의 관계를 조사했다.
그 결과, 기전력은 온도에 비례하여 변화하고, 코발트 풀샹 블루 유사체 중의 리튬 농도와 철 농도를 제어함으로써 열기전력이 정 음으로 변화하는 것을 관측하였다.이 양과 음으로의 변화는, 재료의 열팽창 계수를 고려한 점 전하 모델로 정량적으로 재현할 수 있기 때문에, 열팽창 계수가 열기 전력의 크기를 결정하고 있다고 설명할 수 있다고 한다.
이 연구에 의해, 코발트 풀샹 블루 유사체의 열발전 재료로서의 유망성이 밝혀졌다고 하고, 보다 큰 열기전력을 나타내는 재료를 개발하고, 저비용의 열발전 소자의 실현을 목표로 하고 있다.
논문 정보：【AIP Advance】Temperature effect on redox voltage in LixCo[Fe(CN)6]y
