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절연 나노복합재료의 특성과 전력, 사회 인프라 분야에의 응용

전문가 제언: ○ 전력?사회 인프라 분야에서 전기는 녹색기술로 현재와 미래 성장동력의 핵심 에너지이다. 전기발생은 수력, 풍력, 조력, 태양열, 화석연료 및 원자력 등에 의하여 발전하고 전기의 수송은 전기도체 금속을 이용하여 수송한다. 금속선만을 이용할 경우 방전손실과 누전 및 위험성이 있음으로 필히 전선을 절연체로 코팅하거나 보호관을 입혀서 방전손실과 누전을 방지하여 안전하게 사용할 수 있게 하고 있다.

○ 전기와 전선 및 절연재료는 1800년대 초부터 개발되어 왔기 때문에 확립된 기술 축적도 대단히 많다. 그러나 현 최첨단시대에서는 동일한 기기와 동일한 역할을 하는 것이라도 더 작으면서 더 가볍고 성능이 더 우수하며 또한 더 빠르면서 더 안전한 것을 연구개발하는 방향으로 진행하고 있다.

○ 전기를 이용한 기기와 전선의 발전에 따라 이들을 보호하고 부분방전을 방지하며 고전압에 의한 열화를 견뎌내는 절연재료도 꾸준히 발전되고 있다. 모터나 케이블 등에 사용되고 있는 절연재료는 폴리머 계통 에나멜 코팅하여 사용하고 있는데 이중에도 부분 방전 문제, 열화에 내성이 있는 재료와 모터손상에 관한 문제 또는 환경에 관한 것들이 제기되고 있다.

○ 무기물 나노입자를 폴리머계 유기재료에 분산 혼합하여 절연 나노복합재료를 제조하여 전기도체, 송 변전기기기용, 직류고전압압출 케이블용, 마그네트 와이어용, 전기화학 콘덴서용, 모터용 등의 절연재료로 사용할 목적으로 대략 2000년도부터 10년간 개발이 진행되고 있다.

○ 폴리머 유기질 종류와 나노무기입자로 제조한 절연 나노복합재료의 종류에 따른 절연특성은 저 전계 도전율이 증가 하거나 감소하는 경우도 있고, 절연파괴강도가 증가하고 부분방전성에 내구력이 있는 등 여러 가지 물성 특성은 대체로 우수한 결과를 보였다. 절연 나노복합재료는 모터나 케이블, 송 변전기기 등의 수명을 증가시키는데 기여하리라고 생각되어 실용화가 기대되는 바이다.

저자: IMAI Takahiro
자료유형: 학술정보