김준영 교수 연구팀, 10년 연구 결실…기존 대비 효율 15% 높이고 친환경 냉매 적용
세계 에너지 소비 40% 차지하는 산업 열공정 대체… 국제 저명 학술지 'ATE' 게재
전 세계 에너지 소비의 40% 이상을 차지하는 산업 분야 탄소 배출을 줄이기 위해 화석연료 기반의 열공정을 대체할 초고온·고효율 기술이 개발됐다.
국립금오공과대학교는 김준영 기계공학부 교수 연구팀이 산업용 열공정의 탄소 배출을 획기적으로 줄일 수 있는 초고온·고효율 '차세대 전기화학 히트펌프 기술' 개발에 성공했다고 18일 밝혔다.
이번 연구는 김 교수가 10여년간 지속한 에너지 시스템 연구의 결실이다. 연구팀이 제시한 전기화학 히트펌프는 기계적 압축기 없이 전기화학 반응을 활용해 저온의 열을 고온으로 이동시키는 방식을 취한다.
기존 산업용 히트펌프 장비 대비 효율이 15% 이상 높고, 최고 250℃의 고온 공급이 가능해 경공업을 비롯한 다양한 산업 열공정에 즉각 적용할 수 있다. 장치 내부에 사용되는 수성 및 유기 전해질 역시 친환경 냉매로 분류돼 기존 지구온난화 지수가 높은 합성냉매를 대체할 수 있다.
연구 성과를 담은 논문 '경공업용 열 전기화를 위한 고온 전기화학 히트펌프 연구'(Investigation of High-Temperature Chemical Looping Heat Pumps for Electrifying Light Industrial Heat)는 열·에너지 분야 국제 저명 학술지인 '어플라이드 써멀 엔지니어링'(Applied Thermal Engineering, IF 7.5) 8월11일 자에 게재됐다.
연구를 주도한 김 교수는 "산업용 히트펌프는 에너지 전환 시대의 핵심 기술로 꼽힌다"며 "이번에 개발한 기술은 기존 장비의 온도 한계와 효율 문제를 동시에 극복한 만큼 미래 히트펌핑 기술의 혁신적 대안이 될 것"이라고 설명했다.
