- DNA와 탄소나노튜브를 활용한 ‘리튬 과잉 양극소재’ 표면 안정화 - 통합고도분석법을 통한 성능 및 수명 향상 인자 규명 최근 국내 연구진이 차세대 고용량 양극 소재를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 에너지저장연구단 정경윤 단장, 장원영 박사 연구팀이 울산과학기술원(UNIST, 총장 이용훈) 이상영 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해, 연어의 DNA를 활용, 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO) : 리튬이온전지에 적용된 양극 소재가 지닌 층상 구조에서 전이금속 층의 전이금속을 리튬으로 대체함으로써, 다량의 리튬을 함유한 소재 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO)의 표면을 안정화시켜 고성능 양극 소재를 개발했다고 밝혔다. 리튬이온전지는 이차전지의 일종으로서, 충전 과정에서 리튬 이온이 음극에서 양극으로 이동하여 저장된다. 이 양극에 저장할 수 있는 리튬이온이 많을수록 전지의 용량은 향상된다. 즉, 고용량의 양극 소재 개발은 리튬이온전지 용량증대의 핵심이다. 리튬 과잉 양극 소재(OLO)는 이론용량이 250mAh/g(기존 상용화 소재 160mAh/g)으로 에너지 저장용량을 50% 이상 상승시킬 수 있는 차세대 양극 소재로서 오랫동안 주목받아왔다. 하지만 충·방전 과정에서 리튬이 위치한 금속층이 붕괴되고 부풀어 올라 더 이상 사용할 수 없게 되는 문제가 있었다. KIST 연구진은 투과전자현미경을 이용하여 기존 OLO 소재의 표면과 내부의 결정구조 변화를 각각 위치별로 분석하였다. 그 결과 전지 구동 후 전극의 표면에서부터 금속층 붕괴가 진행된다는 사실을 확인했다. 이에 공동 연구진은 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 활용하여 소재 붕괴의 원인인 표면 구조를 제어하였다. 하지만 DNA는 수용액 내에서 거대하게 뭉쳐지는 문제가 있는데 탄소나노튜브(CNT)와 합성하여 이를 극복하고 균일하게 배열, OLO 표면에 부착하여 새로운 양극 소재를 개발했다. KIST 연구진은 통합 고도분석법(개별 입자에서부터 전극 범위까지 분석)으로 분석하여 OLO 소재의 전기화학적 특성 및 구조 안정성 향상의 메커니즘을 규명했다. 실시간 X-선 분석기법으로 충·방전이 진행되는 과정에서 전극 소재의 구조 붕괴가 억제됨을 확인하였고, 구조 변화 분석을 통해 배터리가 과열되더라도 안정적임을 확인하였다. UNIST 이상영 교수는 “합성 소재에 기반한 기존 시도들과는 다른 개념인 생명체의 기본 물질인 DNA를 이용한 연구 결과로서, 고성능 전지 소재 개발의 새로운 방향을 소개하였다.”라고 그 개발 의미를 밝혔다. KIST 정경윤 단장은 “통합 고도분석법을 통하여 고에너지·안전성 양극 소재의 설계 인자를 제시했다는 것에 큰 의미가 있다”라며 “본 연구 결과를 토대로 기존 상용화 양극 소재를 대체할 신규 소재 개발 연구에 더욱 박차를 가할 것”이라고 포부를 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업, 기초연구사업 및 웨어러블플랫폼소자기술센터사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 분야의 세계적 권위지인 ‘Advanced Energy Materials’ (IF:24.884, JCR 분야 상위 1.69%) 최신 호에 표지 논문(Front cover)으로 출판 게재(3월 3일, Volume 10. Issue 9)되었다. * (논문명) Ecofriendly Chemical Activation of Overlithiated Layered Oxides by DNA-Wrapped Carbon Nanotubes - (제 1저자) UNIST 김주명 박사(現 Pacific Northwest National Laboratory 박사후연구원) - (제 1저자) KIST 박재호 석박사통합과정 - (제 1저자) KIST 조은미 박사과정 - (교신저자) UNIST 이상영 교수 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 정경윤 책임연구원 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 장원영 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 표지 논문 선정 이미지(Front cover) [그림 2] 단계별 화학적 활성화 절차의 모식도 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 탄소나노튜브와 합성하여, OLO 표면에 부착하여 표면 구조를 제어한 양극 소재를 합성하는 절차의 모식도

- DNA와 탄소나노튜브를 활용한 ‘리튬 과잉 양극소재’ 표면 안정화 - 통합고도분석법을 통한 성능 및 수명 향상 인자 규명 최근 국내 연구진이 차세대 고용량 양극 소재를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 에너지저장연구단 정경윤 단장, 장원영 박사 연구팀이 울산과학기술원(UNIST, 총장 이용훈) 이상영 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해, 연어의 DNA를 활용, 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO) : 리튬이온전지에 적용된 양극 소재가 지닌 층상 구조에서 전이금속 층의 전이금속을 리튬으로 대체함으로써, 다량의 리튬을 함유한 소재 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO)의 표면을 안정화시켜 고성능 양극 소재를 개발했다고 밝혔다. 리튬이온전지는 이차전지의 일종으로서, 충전 과정에서 리튬 이온이 음극에서 양극으로 이동하여 저장된다. 이 양극에 저장할 수 있는 리튬이온이 많을수록 전지의 용량은 향상된다. 즉, 고용량의 양극 소재 개발은 리튬이온전지 용량증대의 핵심이다. 리튬 과잉 양극 소재(OLO)는 이론용량이 250mAh/g(기존 상용화 소재 160mAh/g)으로 에너지 저장용량을 50% 이상 상승시킬 수 있는 차세대 양극 소재로서 오랫동안 주목받아왔다. 하지만 충·방전 과정에서 리튬이 위치한 금속층이 붕괴되고 부풀어 올라 더 이상 사용할 수 없게 되는 문제가 있었다. KIST 연구진은 투과전자현미경을 이용하여 기존 OLO 소재의 표면과 내부의 결정구조 변화를 각각 위치별로 분석하였다. 그 결과 전지 구동 후 전극의 표면에서부터 금속층 붕괴가 진행된다는 사실을 확인했다. 이에 공동 연구진은 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 활용하여 소재 붕괴의 원인인 표면 구조를 제어하였다. 하지만 DNA는 수용액 내에서 거대하게 뭉쳐지는 문제가 있는데 탄소나노튜브(CNT)와 합성하여 이를 극복하고 균일하게 배열, OLO 표면에 부착하여 새로운 양극 소재를 개발했다. KIST 연구진은 통합 고도분석법(개별 입자에서부터 전극 범위까지 분석)으로 분석하여 OLO 소재의 전기화학적 특성 및 구조 안정성 향상의 메커니즘을 규명했다. 실시간 X-선 분석기법으로 충·방전이 진행되는 과정에서 전극 소재의 구조 붕괴가 억제됨을 확인하였고, 구조 변화 분석을 통해 배터리가 과열되더라도 안정적임을 확인하였다. UNIST 이상영 교수는 “합성 소재에 기반한 기존 시도들과는 다른 개념인 생명체의 기본 물질인 DNA를 이용한 연구 결과로서, 고성능 전지 소재 개발의 새로운 방향을 소개하였다.”라고 그 개발 의미를 밝혔다. KIST 정경윤 단장은 “통합 고도분석법을 통하여 고에너지·안전성 양극 소재의 설계 인자를 제시했다는 것에 큰 의미가 있다”라며 “본 연구 결과를 토대로 기존 상용화 양극 소재를 대체할 신규 소재 개발 연구에 더욱 박차를 가할 것”이라고 포부를 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업, 기초연구사업 및 웨어러블플랫폼소자기술센터사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 분야의 세계적 권위지인 ‘Advanced Energy Materials’ (IF:24.884, JCR 분야 상위 1.69%) 최신 호에 표지 논문(Front cover)으로 출판 게재(3월 3일, Volume 10. Issue 9)되었다. * (논문명) Ecofriendly Chemical Activation of Overlithiated Layered Oxides by DNA-Wrapped Carbon Nanotubes - (제 1저자) UNIST 김주명 박사(現 Pacific Northwest National Laboratory 박사후연구원) - (제 1저자) KIST 박재호 석박사통합과정 - (제 1저자) KIST 조은미 박사과정 - (교신저자) UNIST 이상영 교수 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 정경윤 책임연구원 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 장원영 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 표지 논문 선정 이미지(Front cover) [그림 2] 단계별 화학적 활성화 절차의 모식도 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 탄소나노튜브와 합성하여, OLO 표면에 부착하여 표면 구조를 제어한 양극 소재를 합성하는 절차의 모식도

- DNA와 탄소나노튜브를 활용한 ‘리튬 과잉 양극소재’ 표면 안정화 - 통합고도분석법을 통한 성능 및 수명 향상 인자 규명 최근 국내 연구진이 차세대 고용량 양극 소재를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 에너지저장연구단 정경윤 단장, 장원영 박사 연구팀이 울산과학기술원(UNIST, 총장 이용훈) 이상영 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해, 연어의 DNA를 활용, 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO) : 리튬이온전지에 적용된 양극 소재가 지닌 층상 구조에서 전이금속 층의 전이금속을 리튬으로 대체함으로써, 다량의 리튬을 함유한 소재 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO)의 표면을 안정화시켜 고성능 양극 소재를 개발했다고 밝혔다. 리튬이온전지는 이차전지의 일종으로서, 충전 과정에서 리튬 이온이 음극에서 양극으로 이동하여 저장된다. 이 양극에 저장할 수 있는 리튬이온이 많을수록 전지의 용량은 향상된다. 즉, 고용량의 양극 소재 개발은 리튬이온전지 용량증대의 핵심이다. 리튬 과잉 양극 소재(OLO)는 이론용량이 250mAh/g(기존 상용화 소재 160mAh/g)으로 에너지 저장용량을 50% 이상 상승시킬 수 있는 차세대 양극 소재로서 오랫동안 주목받아왔다. 하지만 충·방전 과정에서 리튬이 위치한 금속층이 붕괴되고 부풀어 올라 더 이상 사용할 수 없게 되는 문제가 있었다. KIST 연구진은 투과전자현미경을 이용하여 기존 OLO 소재의 표면과 내부의 결정구조 변화를 각각 위치별로 분석하였다. 그 결과 전지 구동 후 전극의 표면에서부터 금속층 붕괴가 진행된다는 사실을 확인했다. 이에 공동 연구진은 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 활용하여 소재 붕괴의 원인인 표면 구조를 제어하였다. 하지만 DNA는 수용액 내에서 거대하게 뭉쳐지는 문제가 있는데 탄소나노튜브(CNT)와 합성하여 이를 극복하고 균일하게 배열, OLO 표면에 부착하여 새로운 양극 소재를 개발했다. KIST 연구진은 통합 고도분석법(개별 입자에서부터 전극 범위까지 분석)으로 분석하여 OLO 소재의 전기화학적 특성 및 구조 안정성 향상의 메커니즘을 규명했다. 실시간 X-선 분석기법으로 충·방전이 진행되는 과정에서 전극 소재의 구조 붕괴가 억제됨을 확인하였고, 구조 변화 분석을 통해 배터리가 과열되더라도 안정적임을 확인하였다. UNIST 이상영 교수는 “합성 소재에 기반한 기존 시도들과는 다른 개념인 생명체의 기본 물질인 DNA를 이용한 연구 결과로서, 고성능 전지 소재 개발의 새로운 방향을 소개하였다.”라고 그 개발 의미를 밝혔다. KIST 정경윤 단장은 “통합 고도분석법을 통하여 고에너지·안전성 양극 소재의 설계 인자를 제시했다는 것에 큰 의미가 있다”라며 “본 연구 결과를 토대로 기존 상용화 양극 소재를 대체할 신규 소재 개발 연구에 더욱 박차를 가할 것”이라고 포부를 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업, 기초연구사업 및 웨어러블플랫폼소자기술센터사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 분야의 세계적 권위지인 ‘Advanced Energy Materials’ (IF:24.884, JCR 분야 상위 1.69%) 최신 호에 표지 논문(Front cover)으로 출판 게재(3월 3일, Volume 10. Issue 9)되었다. * (논문명) Ecofriendly Chemical Activation of Overlithiated Layered Oxides by DNA-Wrapped Carbon Nanotubes - (제 1저자) UNIST 김주명 박사(現 Pacific Northwest National Laboratory 박사후연구원) - (제 1저자) KIST 박재호 석박사통합과정 - (제 1저자) KIST 조은미 박사과정 - (교신저자) UNIST 이상영 교수 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 정경윤 책임연구원 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 장원영 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 표지 논문 선정 이미지(Front cover) [그림 2] 단계별 화학적 활성화 절차의 모식도 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 탄소나노튜브와 합성하여, OLO 표면에 부착하여 표면 구조를 제어한 양극 소재를 합성하는 절차의 모식도

- DNA와 탄소나노튜브를 활용한 ‘리튬 과잉 양극소재’ 표면 안정화 - 통합고도분석법을 통한 성능 및 수명 향상 인자 규명 최근 국내 연구진이 차세대 고용량 양극 소재를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 에너지저장연구단 정경윤 단장, 장원영 박사 연구팀이 울산과학기술원(UNIST, 총장 이용훈) 이상영 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해, 연어의 DNA를 활용, 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO) : 리튬이온전지에 적용된 양극 소재가 지닌 층상 구조에서 전이금속 층의 전이금속을 리튬으로 대체함으로써, 다량의 리튬을 함유한 소재 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO)의 표면을 안정화시켜 고성능 양극 소재를 개발했다고 밝혔다. 리튬이온전지는 이차전지의 일종으로서, 충전 과정에서 리튬 이온이 음극에서 양극으로 이동하여 저장된다. 이 양극에 저장할 수 있는 리튬이온이 많을수록 전지의 용량은 향상된다. 즉, 고용량의 양극 소재 개발은 리튬이온전지 용량증대의 핵심이다. 리튬 과잉 양극 소재(OLO)는 이론용량이 250mAh/g(기존 상용화 소재 160mAh/g)으로 에너지 저장용량을 50% 이상 상승시킬 수 있는 차세대 양극 소재로서 오랫동안 주목받아왔다. 하지만 충·방전 과정에서 리튬이 위치한 금속층이 붕괴되고 부풀어 올라 더 이상 사용할 수 없게 되는 문제가 있었다. KIST 연구진은 투과전자현미경을 이용하여 기존 OLO 소재의 표면과 내부의 결정구조 변화를 각각 위치별로 분석하였다. 그 결과 전지 구동 후 전극의 표면에서부터 금속층 붕괴가 진행된다는 사실을 확인했다. 이에 공동 연구진은 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 활용하여 소재 붕괴의 원인인 표면 구조를 제어하였다. 하지만 DNA는 수용액 내에서 거대하게 뭉쳐지는 문제가 있는데 탄소나노튜브(CNT)와 합성하여 이를 극복하고 균일하게 배열, OLO 표면에 부착하여 새로운 양극 소재를 개발했다. KIST 연구진은 통합 고도분석법(개별 입자에서부터 전극 범위까지 분석)으로 분석하여 OLO 소재의 전기화학적 특성 및 구조 안정성 향상의 메커니즘을 규명했다. 실시간 X-선 분석기법으로 충·방전이 진행되는 과정에서 전극 소재의 구조 붕괴가 억제됨을 확인하였고, 구조 변화 분석을 통해 배터리가 과열되더라도 안정적임을 확인하였다. UNIST 이상영 교수는 “합성 소재에 기반한 기존 시도들과는 다른 개념인 생명체의 기본 물질인 DNA를 이용한 연구 결과로서, 고성능 전지 소재 개발의 새로운 방향을 소개하였다.”라고 그 개발 의미를 밝혔다. KIST 정경윤 단장은 “통합 고도분석법을 통하여 고에너지·안전성 양극 소재의 설계 인자를 제시했다는 것에 큰 의미가 있다”라며 “본 연구 결과를 토대로 기존 상용화 양극 소재를 대체할 신규 소재 개발 연구에 더욱 박차를 가할 것”이라고 포부를 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업, 기초연구사업 및 웨어러블플랫폼소자기술센터사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 분야의 세계적 권위지인 ‘Advanced Energy Materials’ (IF:24.884, JCR 분야 상위 1.69%) 최신 호에 표지 논문(Front cover)으로 출판 게재(3월 3일, Volume 10. Issue 9)되었다. * (논문명) Ecofriendly Chemical Activation of Overlithiated Layered Oxides by DNA-Wrapped Carbon Nanotubes - (제 1저자) UNIST 김주명 박사(現 Pacific Northwest National Laboratory 박사후연구원) - (제 1저자) KIST 박재호 석박사통합과정 - (제 1저자) KIST 조은미 박사과정 - (교신저자) UNIST 이상영 교수 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 정경윤 책임연구원 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 장원영 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 표지 논문 선정 이미지(Front cover) [그림 2] 단계별 화학적 활성화 절차의 모식도 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 탄소나노튜브와 합성하여, OLO 표면에 부착하여 표면 구조를 제어한 양극 소재를 합성하는 절차의 모식도

자동차 부품에 들어가는 솔레노이드를 개발하고 있습니다. 연자성체 부품에 대한 b-h 커브를 측정하고 싶은데 측정의뢰 가능한지요? 가능할 시 비용 및 소요시간 문의 드립니다.

2007년 후기 연합대학원 대학교(UST) 학위 수여식이 8월 17일 대전 연합대 강당에서 열렸다. 이날 KIST 에서는 석.박사 각각 5명씩 총 10명의 학생들이 영광스러운 학위를 수여받았다. 연구실적과 학업성적이 우수한 학생들에게는 연합대 총장상과 연구기관장상이 수여 되었다. 이날 총장상 2, 연구기관장상 4 중 본원 출신 학생들이 절반을 수상 하였다. 연합대 총장상에는 신경과학센터의 이정륜 박사 (지도교수 신희섭 박사)가, 연구기관장상에는 지능인터랙션의 염기원 박사(지도교수 박지형 박사), 계산과학센터의 Dr. San Juan Amor Antonio (지도교수 조승주 박사)가 각각 선정되었다.

연합대학원대학 졸업식(2.20) 2009년 전기 연합대학원대학교(UST) 학위수여식이 2월 20 대전 연합대 강당에서 열렸다. 이날 KIST에서는 국제 R&D아카데미(IRDA) 석사과정 7명, 박사과정 3명과 내국인학생 석사과정 2명(총 12명)의 학생들이 영광스러운 학위를 수여받았다. 연구실적과 학업성적이 우수한 학생들에게는 총장상과 연구기관장상이 수여되었는데, 연합대 총장상에는 케모인포매틱스연구단 Chavre Satish Navnathrao 박사(지도교수 조용서 박사)가, 연구기관장상에는 기능금속연구센터 Anil Kumar Pullur 박사(지도교수 하헌필 박사)와 재료기술연구본부장실 Sachan Ritesh 석사(지도교수 심재혁 박사)가 각각 수상하였다.

연혁이 중복 기재 되었네요. 1984.03 광통신용 광섬유 기술 개발 1984.03 광통신용 광섬유 기술 개발

- KIST 연구진, 상변화 캡슐 이용한 안전하고 효율적인 온수공급 핵심기술 개발 - 사계절 내내 적정온도 유지하는 ‘열에너지 플러스 빌딩’ 가능성 기대 2018년 12월, 경기도 고양시 백석역 인근에서 지역난방 공사 온수관 파열 사고가 발생했다. 이 사건으로 인해, 낡은 난방온수 공급 시스템의 개선이 국가적 이슈로 주목 받고 있다. 가정에서 사용하는 난방용수는 약 50도 정도로, 지역난방공사는 온수를 공급하는 과정에서 발생하는 열 손실이 크기 때문에 110도가 넘는 고온의 용수를 고압 배관을 통해 전달하고 있다. 현재는 위와 같은 사고를 방지하기 위해 고압, 고온을 버티는 노후배관을 전반적으로 교체하는 것이 당장의 유일한 대안이다. 하지만 문제를 해결하는 근본적인 대책은 아니기 때문에 새로운 난방 기술의 혁신이 시급한 시점이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 국가기반기술연구본부 신유환 박사팀은 차세대 신 난방기술로써 PCM(Phase Change Material, 상변화 물질) 캡슐을 이용한 열 수송 기술을 제시했다. PCM의 대표적인 물질로는 양초의 재료인 파라핀 오일이 있다. 이러한 재료는 고체에서 액체로 상변화 시 열을 흡수하여 내부에 저장하고, 반대로 다시 고체로 변화 시에 저장된 열을 방출하는 특성이 있다. 본 기술의 핵심 아이디어는 열을 흡수시킨 PCM을 작은 타원형의 구슬모양으로 캡슐화하여 배관을 통해 이송시키는 것이다. 개발된 PCM 신 물질은 고체에서 액체로 상변화 시 약 50도로 온도를 유지한다. 이때, 같은 온도의 일반 물보다 70배 이상 많은 열을 내부에 저장할 수 있다. 따라서 PCM 캡슐을 활용하면, 기존에 110도로 수송해야 했던 온수를 50도로 수송할 수 있다. 수송하는 온수의 온도가 낮기 때문에 열 손실이 획기적으로 감소하고 배관의 안전성의 문제도 해결된다. 또한, 이 물질은 반영구적으로 사용 가능하여 환경적, 경제적 이점을 갖고 있어 차세대 난방 혁신 기술로 주목받고 있다. KIST 신유환 박사팀은 2017년부터 PCM 열 수송 기술을 개발, 연구를 진행 중이다. 이번 연구팀은 열 수송의 핵심 기술인, 기존의 딱딱한 구슬모양의 열 저장 용기를 아주 작은 마이크로 사이즈의 유연한 타원형 PCM 캡슐 형태로 바꾸면서 성능을 대폭 개선해 기존 대비 열전달 성능을 5.5배 증가시켰고, 열 저장 시 소요되는 시간을 50% 감소시키는데 성공하였다. 또한, 독창적인 가시화 기법을 적용하여 최초로 그 원리를 규명했다고 밝혔다. KIST 연구진은 이 기술을 이용해 마치 주유소와 같이, 열 스테이션(heat station)을 분기점별로 조성하여 온수를 안정적으로 공급하는 아이디어를 제시했다. 현재 연구팀에서는 이를 건축물의 온도제어에 활용하는 일명 ‘열에너지 플러스 빌딩’ 응용연구를 진행 중이다. 여름철 건물 외벽의 뜨거운 열을 벽면 내부 PCM 캡슐에 저장한 뒤, 이를 건물 지하 20m 땅속에 단열하여 보관하고, 겨울철에 다시 꺼내 건물의 온도를 올리는데 쓸 수 있다. 마찬가지로 겨울철에는 냉기를 저장했다가 여름철에 냉방용으로 사용할 수 있다. 현재 KIST 국가기반기술연구본부는 차후 3년간 본 기술을 중점적으로 연구하여, 2025년까지 민간에 보급할 수 있는 수준으로 개발하는 것을 목표로 하고 있다. KIST 신유환 박사는 “본 연구를 통해 개발된 기술이 정부 및 산학연과의 협력기반을 마련하여 ‘PCM 열 수송’ 기술이 미래 신산업으로 발전되길 기대한다.” 고 말했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)지원으로 KIST 기관고유사업의 일환으로 수행되었으며, 연구결과는 에너지 분야 국제 저널인 ‘Energy Conversion and Management’ (IF : 6.377, JCR 분야 상위 1.87%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) A new type of heat storage system using the motion of phase change materials in an elliptical-shaped capsule - (제1저자) 한국과학기술연구원 신동호 박사 (Post-doc) - (교신저자) 한국과학기술연구원 신유환 박사 (선임연구원) <그림설명> <그림 1> PCM수송을 이용한 4세대 열에너지 네트워크 모식도 <그림 2> PCM을 이용한 온수 수송 원리

- KIST 연구진, 상변화 캡슐 이용한 안전하고 효율적인 온수공급 핵심기술 개발 - 사계절 내내 적정온도 유지하는 ‘열에너지 플러스 빌딩’ 가능성 기대 2018년 12월, 경기도 고양시 백석역 인근에서 지역난방 공사 온수관 파열 사고가 발생했다. 이 사건으로 인해, 낡은 난방온수 공급 시스템의 개선이 국가적 이슈로 주목 받고 있다. 가정에서 사용하는 난방용수는 약 50도 정도로, 지역난방공사는 온수를 공급하는 과정에서 발생하는 열 손실이 크기 때문에 110도가 넘는 고온의 용수를 고압 배관을 통해 전달하고 있다. 현재는 위와 같은 사고를 방지하기 위해 고압, 고온을 버티는 노후배관을 전반적으로 교체하는 것이 당장의 유일한 대안이다. 하지만 문제를 해결하는 근본적인 대책은 아니기 때문에 새로운 난방 기술의 혁신이 시급한 시점이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 국가기반기술연구본부 신유환 박사팀은 차세대 신 난방기술로써 PCM(Phase Change Material, 상변화 물질) 캡슐을 이용한 열 수송 기술을 제시했다. PCM의 대표적인 물질로는 양초의 재료인 파라핀 오일이 있다. 이러한 재료는 고체에서 액체로 상변화 시 열을 흡수하여 내부에 저장하고, 반대로 다시 고체로 변화 시에 저장된 열을 방출하는 특성이 있다. 본 기술의 핵심 아이디어는 열을 흡수시킨 PCM을 작은 타원형의 구슬모양으로 캡슐화하여 배관을 통해 이송시키는 것이다. 개발된 PCM 신 물질은 고체에서 액체로 상변화 시 약 50도로 온도를 유지한다. 이때, 같은 온도의 일반 물보다 70배 이상 많은 열을 내부에 저장할 수 있다. 따라서 PCM 캡슐을 활용하면, 기존에 110도로 수송해야 했던 온수를 50도로 수송할 수 있다. 수송하는 온수의 온도가 낮기 때문에 열 손실이 획기적으로 감소하고 배관의 안전성의 문제도 해결된다. 또한, 이 물질은 반영구적으로 사용 가능하여 환경적, 경제적 이점을 갖고 있어 차세대 난방 혁신 기술로 주목받고 있다. KIST 신유환 박사팀은 2017년부터 PCM 열 수송 기술을 개발, 연구를 진행 중이다. 이번 연구팀은 열 수송의 핵심 기술인, 기존의 딱딱한 구슬모양의 열 저장 용기를 아주 작은 마이크로 사이즈의 유연한 타원형 PCM 캡슐 형태로 바꾸면서 성능을 대폭 개선해 기존 대비 열전달 성능을 5.5배 증가시켰고, 열 저장 시 소요되는 시간을 50% 감소시키는데 성공하였다. 또한, 독창적인 가시화 기법을 적용하여 최초로 그 원리를 규명했다고 밝혔다. KIST 연구진은 이 기술을 이용해 마치 주유소와 같이, 열 스테이션(heat station)을 분기점별로 조성하여 온수를 안정적으로 공급하는 아이디어를 제시했다. 현재 연구팀에서는 이를 건축물의 온도제어에 활용하는 일명 ‘열에너지 플러스 빌딩’ 응용연구를 진행 중이다. 여름철 건물 외벽의 뜨거운 열을 벽면 내부 PCM 캡슐에 저장한 뒤, 이를 건물 지하 20m 땅속에 단열하여 보관하고, 겨울철에 다시 꺼내 건물의 온도를 올리는데 쓸 수 있다. 마찬가지로 겨울철에는 냉기를 저장했다가 여름철에 냉방용으로 사용할 수 있다. 현재 KIST 국가기반기술연구본부는 차후 3년간 본 기술을 중점적으로 연구하여, 2025년까지 민간에 보급할 수 있는 수준으로 개발하는 것을 목표로 하고 있다. KIST 신유환 박사는 “본 연구를 통해 개발된 기술이 정부 및 산학연과의 협력기반을 마련하여 ‘PCM 열 수송’ 기술이 미래 신산업으로 발전되길 기대한다.” 고 말했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)지원으로 KIST 기관고유사업의 일환으로 수행되었으며, 연구결과는 에너지 분야 국제 저널인 ‘Energy Conversion and Management’ (IF : 6.377, JCR 분야 상위 1.87%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) A new type of heat storage system using the motion of phase change materials in an elliptical-shaped capsule - (제1저자) 한국과학기술연구원 신동호 박사 (Post-doc) - (교신저자) 한국과학기술연구원 신유환 박사 (선임연구원) <그림설명> <그림 1> PCM수송을 이용한 4세대 열에너지 네트워크 모식도 <그림 2> PCM을 이용한 온수 수송 원리