나노기술 및 정책 정보

• 목록

도쿄대학(東京大学) 대학원 이학계연구과 화학전공 연구팀이 장기간 열에너지를 저장할 수 있으며, 약한 압력을 인가함으로써 축열 에너지를 꺼낼 수 있는 고성능 축열 세라믹을 발견함.

개발된 축열 세라믹은 ‘람다형 5산화3티타늄’이라는 결정 구조로, 입자가 블록 형상을 취하고 있어 ‘블록형 람다 5산화3티타늄 (Block-type λ-Ti₃O₅)’라고 명명됨. 이 블록형 λ-Ti₃O₅의 축열량은 고체 – 액체 상전이 물질에 필적하는 237kJ L^–1이라는 큰 값(물 융해열의 약 70%, 에틸렌 글리콜의 융해열의 약 140%)으로, 개발된 축열 도자기의 가장 큰 특징은 약한 압력을 가함으로써 β-Ti₃O₅에 상전이를 유도함으로써 축적된 열에너지를 방출 한다는 것임. 장기적인 에너지 저장이 가능한 축열 재료는 불필요한 폐열을 흡수하여 열에너지로 재사용하는 부재로서의 활용이 기대되며, 특히 자동차에서는 운전 중에 방출되는 열에너지를 효율적으로 활용하여 연비를 높이기 위해 엔진이나 머플러 등의 부품 주위에 장착이 기대되나, 10MPa 이하의 압력에서 방열하는 것이 요구될 것으로 여겨짐.

본 연구에서 개발된 축열 세라믹은 자동차용 축열 재료뿐만 아니라 장기 잠열축열 및 현열축열의 특성을 모두 가지기 때문에, 태양열 발전소의 축열 시스템으로도 활용될 수 있을 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Scientific Reports’ 에 게재됨