잠열 에너지 저장용 위상변화 나노캡슐과 바이오차 복합체

Phase-change nanocapsules and biochar composites for latent heat thermal energy storage

연구 내용

패러핀 기반 위상변화 물질을 실리카 나노캡슐화하거나 바이오차 지지체와 복합화하여 잠열 에너지 저장 성능을 개선하고 폐기물 기반 친환경 열저장재를 개발하는 연구

잠열 에너지 저장을 위해 패러핀/실리카 위상변화 나노캡슐과 바이오차-지지체 기반 복합체를 설계하고, 실험과 수치 해석을 통해 열저장 거동을 평가합니다. 나노캡슐의 경우 인터페이스 수준에서 열 저장 매커니즘을 안정화하는 방향으로 접근하며, 캡슐 구조가 잠열 방출과 열교환에 미치는 영향을 확인합니다. 바이오차 복합체에서는 원료 기반 다공성과 탄화 과정 조건을 고려하여 잠열 물질의 침투·상변화 반응을 조절하고, 덱사노산(예: dodecanoic acid) 결합을 통해 열저장 효율과 지속성을 개선합니다. 또한 폐기물 유래 탄소를 활용해 환경 부담을 낮추는 열저장재 개발을 지향합니다.

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연구 흐름

먼저 2022년에는 paraffin/silica phase change nanocapsules를 대상으로 실험과 수치 접근을 병행하여 캡슐화 구조에서의 열저장 특성을 정리했습니다. 같은 해에 biochar를 활용한 복합 잠열재로 확장하면서, Pinus resinosa 유래 biochar와 dodecanoic acid의 조합에서 상변화 복합 거동과 조성 최적화 가능성을 탐색했습니다. 이후 2023년에는 date seeds biochar를 폐기물 자원으로 전환하여 열저장 응용성을 검증하고, 원료 종류에 따른 다공성·조성 변수가 열저장 성능에 미치는 영향을 비교하는 방향으로 연구 축적을 이어갔습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

건물 냉난방용 열저장 패널
태양열 연계 축열 모듈
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