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중국 상하이(上海, 상해) 자오퉁(交通, 교통) 대학교 산하 "냉각 및 저온 공정 연구소" 왕루주(王如竹, 왕여죽), 리팅셴(李廷賢, 이정현) 교수 연구팀은 그래핀 에어로젤(graphene aerogel) 복합 흡착제에 기반한 초고(超高) 에너지 밀도 흡착 히트 풀(heat pool)을 구축하고, 그래핀 에어로젤 복합 흡착제와 공기 속 수증기 간의 흡입-흡착을 통해 열저장 및 열 방출을 실현함.

연구팀은 이번 연구를 실행하면서 공기 속에서 초고(超高) 에너지 밀도 열저장의 흡착 히트 풀(heat pool) 구축을 실현하고 "수열 합성-용액 침적법"을 이용하여 그래핀 에어로젤(graphene aerogel) 복합 흡착 소재를 개발하였으며, 그래핀 에어로젤의 공극률 특성과 3차원 다공성 프레임워크 구조를 이용하여 반응 염(鹽)의 흡착-발열 물질 전달(mass transfer) 성능을 향상시키고, 반응 염(鹽)의 고체-기체 화학 흡착, 고체-액체 조해(Deliquescence)와 용액 흡수의 다단계 커플링을 실현하고, 염(鹽) 로드 량 최고 수치(96 wt%), 흡착 량 최고 수치(2.89 g·g-1) 도달을 실현한 동시에 제일 신속한 흡착 속도와 안정적인 우세를 보유함.

연구팀은 이번 연구를 통해 저 탄소 효율성이 높고, 에너지 밀도가 높고, 출력 밀도가 높은 열에너지 수집, 저장과 이용을 위해 새로운 아이디어를 제공한 것으로 평가됨.

본 연구 성과는 ‘ACS Energy Letters’("Ultrahigh-Energy-Density Sorption Thermal Battery Enabled by Graphene Aerogel-Based Composite Sorbents for Thermal Energy Harvesting from Air")지에 게재됨.