흑연 폼 구조 상속 통한 다공성 SiC 복합재 열전도율 향상

NaCl-KCl 공융염은 차세대 집중형 태양광 발전 기술을 위한 유망한 상변화 축열 재료이나, 낮은 열전도율과 누액 및 부식 문제가 실제 적용을 저해합니다. 이 연구는 조절 가능한 흑연 폼(GF) 템플릿 기반의 구조 상속 전략을 활용하여, NaCl-KCl 용융염을 캡슐화하는 3차원 상호 연결된 다공성 SiC 스캐폴드를 반응성 용융 침투(RMI) 공정으로 제작했습니다. GF 템플릿은 잔류 Si나 C 없이 SiC로 완전히 전환되었으며, 다공성 SiC는 79.7%의 개방 기공률에서도 12.14 MPa의 압축 강도를 유지했습니다. 개발된 다공성 SiC/NaCl-KCl 복합 상변화 물질(CPCM)은 20.34 W/m·K에 달하는 높은 열전도율과 194.0 J·g⁻¹의 잠열을 보였습니다. 또한, 제조된 다공성 SiC/NaCl-KCl CPCM은 우수한 열순환 및 열화학적 안정성을 나타냈습니다. 50회 충방전 주기 후에도 CPCM의 잠열은 181.2 J·g⁻¹로 유지되었고, 다공성 SiC와 용융염 사이에 반응은 발생하지 않았습니다. 본 연구는 조절 가능한 GF 템플릿 기반의 구조 상속 전략이 고성능 다공성 SiC 스캐폴드 제작에 효과적임을 입증하며, 고온 축열 재료의 구조 설계에 귀중한 통찰을 제공합니다.