본 연구는 고성능 상변화 물질(PCM) 개발과 중금속 수질 오염 문제 해결을 위해 Cu(II) 폐수 처리와 열에너지 저장(TES) 성능 향상을 통합하는 친환경 전략을 제안한다. 폐 백송을 질산제이철로 중온 활성화하여 자성 회수 가능한 Fe 변형 바이오 숯(PFeC)을 제조하고, 이를 수중 Cu(II) 흡착제로 활용했다. 흡착된 Cu(II)는 고온 탄소열 환원을 통해 균일하게 분산된 Cu 상으로 전환되어 열전도도가 향상된 바이오 숯 골격(CuC)을 형성했다.
진공 함침법으로 CuC에 파라핀 왁스(PW)를 로딩하여 고열전도성 복합 P…
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…
상변화 물질(PCM) 기반 열에너지 저장 기술은 폐열 회수 및 탄소 배출 저감에 유망하지만, 고성능 열 방전은 여전히 핵심 과제입니다. PCM 저장 시스템의 복잡한 비선형 동역학과 고품질 데이터 의존성은 모델 예측 제어 및 기계 학습 기반 제어 방식의 신뢰성과 산업 적용성을 제한합니다.
본 연구는 자연에서 영감을 받은 인공지능(AI) 알고리즘으로 튜닝된 고급 PI(비례-적분) 제어기를 기반으로 하는 산업 지향적 제어 솔루션을 제안했습니다. 200kW급 분산 에너지 시스템에 PCM 열에너지 저장을 통합하여 제안된 제어 방법들을 실험적…
고체-고체 상변화 물질(PCM)은 열에너지 저장(TES) 분야에서 누액 방지, 캡슐화 요구사항 감소, 설계 유연성 등 여러 장점을 제공한다. 특히 펜타글리세린(PG) 및 펜타에리트리톨(PE)과 같은 유기 플라스틱 결정(OPC)은 높은 잠열과 조절 가능한 전이 온도를 갖지만, 결정상에서의 취약성, 제한된 가공성, 열 순환 중 거시적 변형 등의 문제로 실제 적용에 한계가 있었다.
본 연구는 섬유화되는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 바인더를 도입하는 재료 공학 전략을 제안한다. 전단 유도 PTFE 섬유화 및 정제(tableting)…
상변화 물질(PCM)을 통합한 벽돌은 열용량을 향상시키는 것으로 알려져 있지만, 고온 환경에서 캡슐 형상이 미치는 영향은 충분히 연구되지 않았다. 본 연구는 스테인리스 스틸 폼으로 보강된 원통형 헵타데칸 PCM 캡슐이 통합된 열 스마트 벽돌(TSB)의 열 성능을 평가했다.
검증된 전산 유체 역학(CFD) 모델을 활용하여, 외부 최고 온도가 20~40°C로 변화하는 조건에서 간과되기 쉬운 중요한 매개변수인 캡슐 직경(2, 3, 4 cm)의 영향을 조사했다.
PCM-폼 캡슐은 기존 벽돌에 비해 실내 최고 온도를 최대 1.9°C 낮추…
용융염 상변화 축열 시스템의 충전 속도는 상변화 물질의 낮은 열전도율로 인해 제한되는 문제가 있습니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 엔탈피-다공성 방법을 활용하여 중저온 용융염 쉘-앤-튜브 열교환기를 수치적으로 분석했습니다.
연구는 환형 핀, 핀 개수, 핀 두께, 그리고 다중 튜브 결합이 용융 거동 및 축열 성능에 미치는 영향을 체계적으로 분석했습니다. 이를 통해 열전달 효율을 극대화하고 축열 시스템의 성능을 향상시키는 최적의 설계 인자를 도출하고자 했습니다.
환형 핀 도입 시 완전 용융 시간이 1392초에서 1105초로…
열에너지 저장(TES) 기술은 다양한 응용 분야에서 열 자원 관리의 유연성과 효율성을 제공하며 지속 가능한 에너지 시스템의 핵심 동력으로 부상하고 있습니다. 본 리뷰는 현열, 잠열, 열화학 저장 시스템을 포함한 TES 메커니즘, 재료 및 구조 설계의 최신 발전을 종합적으로 검토합니다.
나노 강화 상변화 물질(PCM), 하이브리드 TES 구성, 지능형 시스템 통합 등 최근 혁신 사례를 중점적으로 다룹니다. 또한 디지털 트윈 및 AI 기반 최적화와 같은 고급 전산 방법이 TES 성능 향상에 기여하는 역할도 탐구합니다.
재생에너지 시…