에너지연, 열에너지 저장 및 변환·고효율 열에너지 저장체 활용 기대

김현욱 에너지소재연구실 박사팀이 물과 접촉해 열을 방출하는 신규 소재를 개발했다.<사진=에너지연 제공>
김현욱 에너지소재연구실 박사팀이 물과 접촉해 열을 방출하는 신규 소재를 개발했다.<사진=에너지연 제공>
한국에너지기술연구원(원장 김종남)은 김현욱 에너지소재연구실 박사팀이 물과 접촉해 열을 방출하는 신규 소재를 개발했다고 15일 밝혔다.

기존 산화마그네슘보다 열 방출량이 3배 높아 에너지의 저장 및 변환이나 고효율 열에너지 저장체에 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 

연구결과는 ACS Applied Nano Materials에 표지 논문으로 선정됐다. 

과거부터 금속, 유리, 펄프 등 생산과정에 발생하는 산업폐열을 화학적 에너지로 저장한 후 필요한 때 사용하는 전환기술이 연구돼왔다. 그 중 산화마그네슘기반 물질은 MgO↔Mg(OH)2 가역 반응 시의 열 출입을 활용하는 열저장체로서, 저렴하고 반복적으로 사용 가능하며 인체에 무해해 실용적인 열에너지 전환 매개체로 주목 받고 있다. 

하지만 MgO 자체 열전도도가 매우 낮아 열전도율이 높은 탄소계열 물질을 코팅해 사용하는 경우가 대부분이다. 더 높은 열전도율을 갖는 열에너지 저장 물질 개발이 필요한 상황이다.

연구진은 KIER-2라고 명명된 신규 금속-유기 구조체 (SKIER-2)를 고온 열분해해 제조했다. 개발된 신규 열저장 소재는 기존 MgO에 비해 3배 높은 열 방출량을 보였으며, 일반적인 MgO-탄소 혼합물에 비해 4.5배 이상 높은 열전도도를 보였다.

연구관계자는 "표면적 측정과 고분해능 전자 현미경 분석을 통해 높은 열 방출량과 열전도도가 기존 재료대비 약 76배 넓은 표면적과 균일하게 분산된 나노크기의  MgO입자에 기인한다는 것을 밝혔다"며 "열에너지의 저장 및 변환이나 고효율 열에너지 저장체에 적용할 수 있을 것"이라고 말했다. 

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