에너지/환경

중-미 공동연구팀, 새로운 유연성 냉동 방법-비틀림열 냉장고 기술 개발

발행일 : 2019 / 10 / 15

난카이(南开)대학 약물화학생물학 국가중점연구실 류준펑(刘遵峰) 연구팀과 미국 텍사스대학 달라스캠퍼스 Ray H. Baughman 연구팀은 공동으로 개발한 유연성 냉동 신전략-“비틀림열 냉동” 기술이 “Science” 온라인에 소개되었다.

연구에 따르면 섬유 내부의 비틀림 정도를 변경하면 냉각을 달성할 수 있다. 해당 방법으로 제조한 “비틀림열 냉장고”는 냉동 효율이 더 높고 체적이 더 작으며 친환경적일 뿐만 아니라 천연고무, 낚싯줄, 니켈-티타늄 합금 등 다양한 일반 재료에 적용 가능해 그 전망도 밝다.

예비 실험 결과, “비틀림열 냉동” 기술의 카르노 효율은 67%에 달할 수 있다. 이는 냉동에 고무, 낚싯줄과 같은 일반 재료를 사용하여 더 높은 카르노 효율을 달성함으로써 더 많은 전기에너지를 절약하고 냉동 비용을 절감할 수 있음을 의미한다.

연구팀은 고무, 낚싯줄, 직물선 및 강도가 더 크고 열전달이 더 빠른 니켈-티타늄 형상기억합금을 이용하여 “비틀림열 냉동”을 테스트했다. 그 결과, 체적이 더 작고 강도가 더 크며 효율이 더 높은 냉동 효과를 달성했다. 또한, “비틀림열 냉동” 기술에 기반하여 냉장고 모형을 제작하고 3개의 니켈-티타늄 합금선을 냉동 재료로 하여 흐르는 물의 온도를 섭씨 7.7도 낮추었다.

“비틀림열 냉장고”의 상업화의 길은 아직 멀지만 많은 기회와 도전도 존재한다. 신소재를 개발하여 순환 사용 수명을 늘리고 입력 작업을 합리적으로 이용하여 효율을 높여야 하는 도전과 기존의 상용 재료를 사용하는 것 외에도 “비틀림열 냉동” 재료를 심층 최적화하여 최적의 성능을 획득할 수 있는 잠재적 기회가 존재한다.

해당 냉동 기술은 냉동 분야에 새로운 영역을 확장하고 냉동 분야의 에너지 소모를 감소하기 위한 새로운 방법을 제공한다.

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