KIST 신유환 박사팀, 열량제어장치 개발로 에너지 자립화 기여

KIST 도시에너지연구단 신유환 박사(왼쪽)와 신동호 박사가 첨단 기술을 접목한 최고 수준의 열배터리 성능을 테스트하고 있다.
KIST 도시에너지연구단 신유환 박사(왼쪽)와 신동호 박사가 첨단 기술을 접목한 최고 수준의 열배터리 성능을 테스트하고 있다.

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.

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