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기술개발동향 교통 및 에너지분야 재생연료의 가능성을 가진 금속 분말글의 내용 | 녹색경영동향
제목  교통 및 에너지분야 재생연료의 가능성을 가진 금속 분말
등록일  2015-12-21 조회수  2175
출처  
캐나다와 유럽의 연구진들은 금속 분말(metal powders)이 화석연료를 장기적으로 대체할 가능성이 있는 것으로 믿고 있다.

맥길 대학교(McGill University)와 네덜란드의 유럽 우주항공국(European Space Agency) 연구팀의 연구결과는 [Applied Energy] 저널에 상세히 발표되었다.

“최근에, 주로 태양열과 풍력발전으로 구성된 클린 전기를 생산하기 위한 기술이 급속도로 개발되는 중이다. 그렇지만, 우리는 석유와 가스가 오늘날 교통분야와 글로벌 에너지 시장에서 사용되는 것처럼 많이 사용하지는 못하는 실정”이라고 이 연구의 선임 저자인 맥길 대학교 제프리 베르그쏘르손(Jeffrey Bergthorson) 교수는 말했다.

“바이오연료는 그 해결책이 될 수 있지만, 모든 수요를 만족하게 하는 것은 불가능하다. 수소는 크고 무거운 탱크가 필요하고 폭발성이 있으며, 축전지는 너무 부피가 크고 많은 분야를 위해 충분한 에너지를 저장하지 못한다. 나중에 사용하기 위해 클린 에너지를 저장하는 재생연료로서의 금속 분말은 매우 유망한 대체 솔루션”이라고 맥길 대학교 기계공학과 교수이자 이 대학교 트로티어 엔지니어링 및 디자인 지속가능 연구소(Trottier Institute for Sustainability in Engineering and Design) 부책임자인 베르그쏘르손(Bergthorson) 교수는 말했다.

[Applied Energy]에 게재된 논문은 외부연소 엔진에 전력을 공급하기 위해 가는 금속 입자를 사용하는 콘셉트를 설명하고 있다.

휘발유 차량에 적용되는 내부-연소 엔진과는 달리, 외부-연소 엔진은 엔진 가동을 위해 외부로부터의 열을 사용한다. 산업화 시대를 이끈 석탄-점화 기관차의 현대식 버전인 외부-연소 엔진은 발전소에서 원자력, 석탄 또는 바이오메스로부터 전력을 생산하기 위해 광범위하게 사용되고 있다.

금속분말을 태우는 아이디어는 새로운 것은 아니지만, 지난 수십 년 동안 금속 화염의 특성에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았으며, 여러 분야에서 재생연료로 금속분말을 사용한다는 가능성은 과학자들이 대부분 간과한 영역이다.

이 대학교에서 제안한 아이디어는 금속분말의 중요한 특성을 이용한다. 즉, 이것이 태워질 때, 재생을 위해 상대적으로 쉽게 수집할 수 있는 안정적이고 비독성의 고체산화물을 형성하기 위해 공기와 반응한다.

기존에 제작된 버너를 이용하여, 맥길 대학교 연구진들은 극소형의 금속 입자가 공기 속에 확산할 때 이 화염이 안정화될 수 있음을 실증화해 보였다.

금속분말에서 발생하는 화염은 탄화수소 연료가 탈 때 생성되는 그것과 매우 유사하다고 연구진들은 밝혔다. “제안된 금속-연료공급 열 엔진의 에너지 밀도와 파워 밀도는 현재 사용 중인 화석연료-공급 내부연소 엔진과 비슷한 것으로 예측되어, 이것은 미래의 저탄소 사회를 위한 매력적인 기술이 될 수 있다”고 연구진은 덧붙였다.

이러한 목적으로 사용될 수 있는 1차 후보는 강철이라고 연구는 밝혔다. 이미 제철산업, 화학 및 전자산업에서 강철 분말 몇백만 톤이 생산되고 있다. 그리고 강철은 이미 우수한 기술로 재생될 수 있으며, 일부 기술은 석탄을 이용한 기존의 강철 생산과 관련된 이산화탄소 배출도 피할 수 있기도 하다
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