팽창 흑연 기반 SrCl2–MgCl2 복합체의 열화학 에너지 저장 성능 향상

재생에너지 통합 및 에너지 수요 변동성 관리를 위해 효율적인 에너지 저장은 필수적이다. 열화학 에너지 저장 기술은 높은 에너지 밀도와 장기 저장 잠재력을 제공하지만, 활성 저장 물질의 성능, 안정성, 반응 속도 최적화에 대한 과제가 남아있다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하고자 팽창 흑연(EG)에 담지된 SrCl2–MgCl2 이성분 염 기반의 새로운 복합체를 실험적으로 탐구했다. 주요 염으로 SrCl2를, 수분 흡수율 향상을 위해 MgCl2를, 그리고 열전도도 개선 및 구조적 지지를 위해 EG를 사용했다. 다양한 염 비율과 EG 함량을 가진 9가지 샘플을 합성하고 특성 분석, 수분 흡수율, 사이클링 테스트를 통해 평가했다. 실험 결과, 상대 습도 50%에서 MgCl2 첨가는 수화 반응을 크게 개선하여, 순수 SrEG10의 0.46 g/g 대비 SM1EG10 및 SM2EG10은 0.56–0.59 g/g에 도달하며 약 20% 향상된 성능을 보였다. 반응은 약 2시간 내에 평형에 도달하는 빠른 속도를 나타냈다. 순수 염의 열전도도는 0.6–0.7 W/m.K였으나, EG 함유 복합체는 2.4–3.2 W/m.K로 증가했다. SM1EG10은 853 kJ/kg의 에너지 저장 밀도를 달성했으며, 15회 사이클 후에도 약 91%의 수분 흡수율을 유지하여 우수한 안정성을 입증했다. 제안된 복합체는 수분 흡수율, 반응 속도, 열 성능 및 안정성 측면에서 균형 잡힌 조합을 제공하며, 열화학 에너지 저장 시스템의 효율성을 높이는 데 기여할 수 있다.