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마이크로파 열 탄소환원에 의한 폐기물 슬래그의 자원화

전문가 제언: ○ 마이크로파를 이용한 가열은 유전가열 원리를 이용한 것으로 그 활용에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있고, 최근에는 이 파의 발열파를 이용하여 섬유, 식품, 목재, 피혁, 화학물질 및 세라믹 등의 건조에 대한 활용이 점점 확대되고 있어 그 이용도가 점점 높아지고 있다.

○ 마이크로파는 주파수 대역이 0.3~30GHz인데 무선통신용으로 이용은 물론 산업용으로도 사용되며, 산업과 의료용으로는 주파수가 915MHz와 2.45GHz인 것이 주로 사용되고 있다. 마이크로파의 전원은 고정출력형과 가변출력형이 있으며 어느 것이나 장시간 연속가동이 가능하여야 하고 높은 전압을 이용하기 때문에 특히 안전장치에 유의하여야 한다.

○ 높은 전압을 걸기 때문에 마이크로파를 발생시키는 부분이 공랭식 마그네트론인 경우 냉각장치를 충분히 하여 발진효율이 떨어지지 않도록 항온항습을 위한 실내에어컨 설치와 외부 청정공기의 공급을 위한 덕트(duct) 등이 설치되어야 한다. 또한 공기의 항온항습을 위한 자동제어 시스템과 과열방지용 센서의 설치도 필수적이다.

○ 마이크로파는 금속에 대부분이 반사되기 때문에 금속의 가열이나 소결에는 사용하지 않았던 것이 지금까지의 상식이다. 그러나 최근에는 마이크로파의 장점이 많아 금속산화물이나 금속화합물에 마이크로파를 이용한 가열과 소결에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

○ 한 예로 유명과학저널 Nature에 의하면 미국 Pennsylvania 주립대학의 Roy 등은 마이크로파를 이용하여 다양한 금속분말의 소결에 성공하였다고 발표하였다. 금속분말의 마이크로파 가열은 주로 나선 전류의 손실을 이용한 것이라 하였으며, 이 마이크로파를 이용하여 제조한 소결 체는 기계적 성질이 매우 우세하여 향후 정밀기계공업이나 자동차산업 등에 크게 활용될 것이라 기대하고 있다.

저자: MORITA Kazuki
자료유형: 학술정보