KIST, 상변화물질(PCM) 캡슐 이용한 수송기술 개발
(서울=뉴스1) 최소망 기자 = 국내 연구진이 섭씨 50도 열을 마이크로 사이즈 크기의 캡슐에 담아 배관을 통해 이동시키는 데 성공했다. 이 기술은 앞으로 반영구적으로 사용할 수 있는 난방시스템에 활용될 수 있을 전망이다.
한국과학기술연구원(KIST)은 신유환 국가기반기술연구본부 박사 연구팀이 차세대 신난방기술로 '상변화물질'(PCM) 캡슐을 이용한 수송기술을 개발해, 기존 기술보다 열전달 성능을 5.5배 늘리고 열 저장시 소요되는 시간을 50% 줄이는데 성공했다고 29일 밝혔다.
PCM의 고체에서 액체로 상이 변할 때 열을 흡수해 내부에 저장하고, 액체에서 고체로 변할 때 저장된 열을 방출하는 특징이 있다. 대표적인 물질은 양초의 재료 파라핀 오일이다.
일반적으로 가정에서 사용하는 난방용수는 약 50도 정도지만 현재 기술로는 온수 공급 과정에서 열 손실이 커 110도가 넘는 고온 용수를 배관을 통해 전달하고 있다. 연구진이 개발한 PCM 신물질은 PCM 신물질은 고체에서 액체로 상변화시 약 50도로 온도를 유지한다. 이때 같은 온도의 일반 물보다 70배 이상 많은 열을 저장할 수 있다. 수송하는 온수 온도를 낮출 수 있어 배관의 안전성의 문제도 해결된다. 이 물질은 반영구적으로 사용 가능해 환경적·경제적 장점도 있다.
연구진은 기존 딱딱한 구슬모양의 열 저장용기를 아주 작은 마이크로 사이즈의 유연한 타원형 PCM 캡슐 형태로 전환하면서 성능도 개선됐다. 열전달 성능을 5.5배 늘리고 열 저장시 소요되는 시간을 50% 감소시켰다. 이로써 연구진은 마치 주유소와 같이 열 스테이션을 분기점별로 조성해 온수를 안정적으로 공급하고자 한다.
신유환 박사는 "여름철 건물 외벽 뜨거운 열을 벽면 내부 PCM 캡슐에 저장하고 이를 건물 지하 20m 땅속에 보관한뒤 겨울철에 다시 꺼내 건물의 온도를 올리는 등 '열에너지 플러스 빌딩' 기술을 2025년까지 민간에 보급할 수 있는 수준으로 개발하겠다"고 포부를 밝혔다.
이번 연구결과는 '에너지 컨버전 앤드 매니지먼트' 최신호에 실렸다.
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