KIST 신유환 박사팀, 열량제어장치 개발로 에너지 자립화 기여
국내 연구진이 냉·난방비 부담을 획기적으로 줄일 수 있는 열 배터리 기술을 개발해 이목을 끌고 있다.
한국과학기술연구원(KIST) 도시에너지연구단 신유환 박사팀은 열 배터리(Termal Battery) 핵심요소기술인 ‘열량제어장치’를 개발해 실증 중이라고 밝혔다. 이 장치를 활용하면 열 배터리 성능은 2배 이상 향상된다. 앞으로 차세대 냉난방시스템 등에 활용해 제로하우스 등 주택의 에너지 자립화에 기여할 것으로 기대된다.
열 배터리의 핵심 소재는 ‘저온 상변화 물질’이다. 이는 액체에서 고체가 될 때 열을 주변으로 방출하고 반대로 고체에서 액체로 상변화가 이뤄질 때 주변의 열을 흡수한다. 휴대용 손난로가 열 배터리를 응용한 대표적인 예다. 액체 상태인 손난로 내부에 들어있는 동전 모양의 스위치를 건드리면 굳으면서 뜨거운 열을 방출한다. 재사용을 위해 굳은 손난로를 물에 넣고 끓이면 그 열을 흡수해 다시 액체 상태로 돌아간다.
신 박사팀이 개발한 ‘자동열량제어장치’는 열 배터리가 방출하는 열의 온도를 날씨와 상관없이 45℃로 일정하게 유지시켜 주는 역할을 한다. 이를 통해 불안정한 온수의 온도와 온수 공급시간 등을 개선할 수 있다.
또 신 박사팀은 코로나 방전 기술을 열교환기에 접목시킨 공랭식 열교환기를 개발했다. 이를 활용하면 공급 용수의 온도를 효과적으로 조절할 수 있다. 기존 공랭시스템을 손톱만한 크기로 소형화할 수 있고 사용전력도 100분의 1로 줄였다.
신유한 박사는 “이번 연구는 도시에너지 해결을 위한 차세대 냉난방시스템의 발전 방향을 제시했다는 데 의미가 있다”며 “앞으로 상용화 실증단계를 거쳐 제로하우스 등 건물 에너지 자립화에도 기여하길 기대한다”고 밝혔다.