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오토바이의 배기열을 이용한 열기전 발전 장치의 개발

전문가 제언: ○ 화석연료는 고갈되어 가고 자동차수요는 증대함에 따라 석유와 휘발유 값은 앙등하고 있다. 연료 때문에 자동차의 수요도 소형화 추세로 가고 있으며 더욱이 대형 오토바이 수요도 증가하는 추세이다. 본 연구는 2륜 자동차의 연비를 감소할 목적으로 오토바이의 열기전 발전장치를 제조하여 실제로 오토바이에 탑재해서 운행한 일관실험의 성공적인 결과에 관한 것이다.

○ Fe2VAl계의 열기전 물성실험부터 시작하여 열기전 재료의 특성을 확인한 다음에 기계적 합금은 고에너지형 진동볼밀을 이용하였다. 분말합금인 P형소자(Fe2V0.9Ti0.1Al)와 n형소자(Fe2VAl0.9Si0.1)를 입경이 약 250㎛의 분체로 제조하였다. 이 각각의 분체를 가압축의 정도와 로내 온도분포의 균질성을 향상시킨 통전소결 장치로 가압 가열하여 직경 5㎜ ×높이5㎜ 의 열기전 소자 소결체를 제조하였다.

○ 전극 접합은 동판을 열전소자 바닥에 깔고 가압 가열하여 접합부에서 확산 접합시켜 전극을 형성하였다. 다음 열기전 발전장치를 조립하여 오토바이 머플러 부위에 탑재한 다음 실제로 운행하였다. 이 결과 60Km/h로 주행 시에 7V-10W 출력이 안정하게 공급되었고 2,000Km 주행실험에서도 파손되지 않고 기계적으로 안정하였으므로 계속 개발하면 좋은 결과가 있으리라고 생각된다.

○ 이 연구에서 문제점은 Fe2VAl가 열전도율이 높은 허슬러형 합금이어서 Fe2VAl계 소결체도 열전도율이 높은 것이다. 소결체가 열기전 발전을 하려면 200℃ 이상은 유지되어야 하기 때문에 빨리 냉각되는 것은 바람직하지 않다. 기계적 합금 분말의 초미세화와 기계적 합금 시에 입자들이 응집되지 않고 단체 분리 상태로 배출될 수 있도록 윤활제를 함께 처리하는 연구가 더 필요할 것으로 생각된다.

저자: Y.NISHINO, M.MIKAMI
자료유형: 학술정보