태양광 집광과 에너지 저장에 그래파이트 폼의 사용

전문가 제언

○ 집광형 태양열발전에서는 태양광의 집광과 열에너지를 위한 하부 시스템들이 있다. 집광된 태양광을 받아들여 저장할 수 있는 물질에는 그래파이트가 있으며 그래파이트 폼(graphite foam)이 큰 잠재력을 가지고 있는 것으로 연구되고 있다. 태양광의 집광에는 초점선을 따라 집광하거나 또는 하나의 초점에 집광하는 등 여러 가지 방식이 있을 수 있지만 하나의 초점 집광하는 것이 초점선을 따라 집광하는 것보다 훨씬 높은 집광비를 달성할 수 있는 것으로 알려져 있다.

 

○ 따라서 집광형 태양열발전에서는 초점선보다 훨씬 높은 온도를 달성할 수 있는 하나의 초점이 더 많이 활용되고 있다. 그래핀은 전기전도성이나 열전도성이 우수한 1nm 수준의 초박막 필름으로 제조할 수 있는 특징이 있다. 차세대 트랜지스터 소자 및 디스플레이 장치에 적용이 가능할 뿐만 아니라 태양광의 집광 소재로도 활용할 수 있기 때문에 많은 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한 CDV 제조법으로 합성된 그래파이트는 구조의 단순성과 유연성 때문에 안정되고 열에 강한 탄소계통의 소재로 주목받고 있다.

 

○ 최근 전자부품 연구원에서는 열전도도가 우수한 폼(foam) 형태의 구리를 촉매로 상압과 진동에서 CDV제조법을 통해 그래핀을 성장시킨 후 구리 폼의 기공 안에서 다양한 종류의 그래파이트를 복합 및 안정화시켜 기존 제품보다 높은 열전도도를 가지는 방열 소재를 개발하였다. 그리고 OM(Optical Microscopy)과 SEM을 이용하여 이 소재의 표면을 확인하고 DSC 아르키메데스법을 활용하여 비열과 밀도 등을 검사한 결과를 확보한 바 있다.

 

○ 우리나라는 그래파이트 시트(흑연시트) 분야에서 후발국이지만 특허 출원에서는 연평균 6.7%의 꾸준한 성장을 보이고 있으며 특히 2010년부터 높은 출원 건수를 보이고 있다. 그래파이트 시트의 국가별 점유율을 보면 일본이 81.0%로 가장 높고 다음으로 미국, 한국, 유럽 순의 점유율을 보이고 있다. 이 자료는 집광형 태양열발전의 성능을 크게 개선할 수 있는 첨단 그래파이트 폼을 연구하고 있어 국내 관련 분야에 크게 참고가 될 것이다.

 

저자

Heinrich Badenhorst, Natasha Fox, Ashraf Mutalib

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

99()

잡지명

Carbon

과학기술
표준분류

에너지

페이지

17~25

분석자

오*섭

분석물

• 태양광 집광과 에너지 저장에 그래파이트 폼의 사용.pdf [544,121 byte]

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