나노유체 열전달에 대해

나노유체 열전달 관련 최근 연구 동향

세계 최초로 나노유체를 이용한 ‘이성분 나노유체(Binary nanofluid)’를 개발하는 데 성공해 흡수식 냉동기의 소형화와 에너지절감 효과를 기대할 수 있을 것으로 기대된다.
강용태 경희대학교 교수는 에너지관리공단이 ‘에너지자원 기술개발사업’의 일환으로 3년간 총 1억3,000만원의 지원을 받아 ‘흡수식 성능향상을 위한 이성분 나노유체 개발’ 연구를 통해 세계 최초로 나노유체를 이용한 ‘이성분 나노유체(Binary nanofluid)’를 개발하는 데 성공했다고 밝혔다.
이로써 세계 1조8,000억원의 흡수식 냉동기 시장과 국내 냉동공조산업에 새로운 장을 열 것으로 기대된다. 현재는 2차년도 실용화 연구단계로 LS엠트론과 실제 흡수식 냉동기에 적용해 신뢰성 평가를 실시하고 있다.
이성분 나노유체는 흡수식 냉동기에 냉매로 쓰이는 H₂O/LiBr(리튬브로마이드 수용액)에 열전도도가 높은 금속입자인 평균 직경 20nm의 Al₂O₃나노입자를 50kHz 이상의 초음파 분쇄기로 분산시켜 만들어진다. 이때 나노입자의 침전을 막기 위해 분산안정제로 Arabic gum을 사용하고 흡수기의 물질전달을 향상시키기 위해 계면활성제인 2E1H가 이성분 나노유체에 첨가된다.
이성분 나노유체는 H₂O/LiBr를 냉매로 쓰고 있는 흡수식 냉동기에 적용해 흡수식 냉동기의 소형화와 성능을 향상시켜 에너지를 절약할 수 있는 최고의 부가가치 물질로 평가된다.
강용태 경희대 교수는 “20nm의 Al₂O₃나노입자를 이성분 혼합물인 H₂O/LiBr에 안정적으로 분산시킬 수 있는 기술을 확립해 세계 흡수식 냉동기의 고부가가치 활용 가능성을 열었다”라며 “이번에 개발한 이성분 나노유체는 현재 사용되고 있는 H₂O/LiBr에 비해 높은 열전달과 물질전달 성능을 갖고 있어 흡수식 냉동기의 소형화와 에너지절약, 계절에 따른 전력과 도시가스 수급 불균형으로 발생하는 국가단위의 에너지설비 비용을 획기적으로 감축시킬 것으로 기대된다.”고 밝혔다.
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