Research

​열에너지 저장 및 관리 기술 개발

 

아래의 그림은 ​'스마트 그리드' 의 모식도 입니다.

4차산업혁명시대에는 발달된 ICT기술과 인공지능기술을 도시에너지기술에 접목하여 초연결 에너지 네트워크를 구성하게 됩니다.

바둑판 모양으로 '에너지 그리드' 를 형성한 후 각 격자점마다 열에너지 저장장치, 일명 '열배터리'를 설치하게 됩니다.

이렇게 설치한 열배터리에는 한여름의 태양열과 공장의 폐열 그리고 건물에서 쓰지 않고 버려지는 한낮의 열에너지등을 저장합니다.

저장한 열에너지는 난방이 필요한 곳으로 옮겨지거나, 장시간 보관되다 한겨울이나 밤에 다시 수요처에 보내져서 쓰게 되는 것입니다.

 '스마트 그리드' 기술을 이용하면, 도시 에너지 효율을 극대화 시킬 수 있습니다. 

여기서 핵심은 '열저장 기술' 입니다. 

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모든 반도체는 열을 발생시키고, 이 열을 효과적으로 식혀 주지 못하면 고장나고 수명이 줄어들게 됩니다. 

그런데 대기가 없는 우주선이나, 잠수함에서는 어떻게 전자장비에서 발생하는 열을 식힐까요. 

이를 위해 NASA의 연구원들은 PCM 이라 불리우는 상변화물질을 개발하였고 이를 이용해 전자장비의 열을 빼앗아 저장합니다.

PCM은 열을 저장할 때는 녹아서 액체가 되고, 다시 열을 방출할때는 고체로 굳는 상변화를 하게 됩니다.

이 상병화과정을 통해 열을 '잠열'의 형태로 저장하기에 온도 변화 없이 많은 열을 저장할 수 있습니다.

이 것을 활용하면 기존의 물탱크에 비해 같은 온도에서 70배나 더 많은 열을 저장할수 있게 됩니다.

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여기서 핵심이 되는 기술은 열에너지 저장과 수송 기술입니다.

이를 위해 본 연구실에서는 상변화 물질을 이용한 열배터리와 열수송용 캡슐을 개발하고 연구하고 있습니다.

이는 전기자동차 배터리 및 전자장비 열관리, 도시 에너지, 건물 열관리, 단열 복합소재, 도로 열관리 등에

응용이 가능한 산업적 가치가 매우 큰 연구분야입니다.

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