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한국형 흡착식 냉동기, 올 하반기 출시

화학硏·구성이엔드씨, 실증화 테스트 진행



기존 흡착제 대비 2~4배 이상 유효 수분 흡착 용량이 향상되고 저온 재생능력이 뛰어난 MOF(MetalOrganic Framework) 흡착제가 장착된 한국형 흡착식 냉동기가 올 하반기에는 출시될 것으로 기대된다.

MOF 흡착제를 개발한 한국화학연구원과 이를 활용한 흡착식 냉동기를 개발을 하고 있는 구성이엔드씨는 조만간 실증화 테스트를 진행할 계획이며 이를 통해 올 하반기 중 한국형 흡착식 냉방기가 정식으로 출시할 계획이라고 밝혔다. 

최근 기술개발 동향은 실리카겔과 제올라이트 흡착제에 비해 유효 수분 흡착량이 향상되고 재생 운전조건을 더 낮춰 재생열원의 적용범위를 넓힐 수 있는 신개념의 하이브리드 나노세공체 소위 MOF(MetalOrganic Framework)를 설계, 합성하고 적용하려는 움직임이 활발하다. 

MOF는 다공성 배위고분자 화합물로 결정성 골격을 가지며 금속이온의 클러스터와 유기 리간드 분자가 배위돼 골격을 형성한다. 수분 흡착제로 고려하고 있는 MOF는 비표면적이 실리카겔과 제올라이트에 비해 3~5배 이상 높고 수분 흡착 용량도 그에 비례해 높다. 

이러한 MOF 수분 흡착제는 일반적으로 골격에 친수성 부분과 소수성 부분을 동시에 보유하고 있어 수분의 선택적 흡착과 저온에서의 용이한 탈착이 가능할 수 있다.

화학연구원은 기존 상업용 실리카겔 흡착제대비 2~4배 이상 유효 수분 흡착 용량이 향상되고 50~70℃ 범위에서 총 흡착량의 80% 이상 탈착 가능한 저온 재생능력을 갖는 신개념의 저온 재생 하이브리드 나노세공체 수분 흡착제를 개발하고 흡착식 냉방장치에 대한 적용 테스트를 진행 중이다. 

화학연구원은 지난 2007년 신개념의 저온 재생 하이브리드 나노세 공체 수분 흡착제를 첫 특허출원한 이래 5종 이상의 하이브리드 나노세공체 수분 흡착제를 개발했다.

현재까지 수분 흡착제의 물질특허와 흡착제 합성 및 응용에 대해 5건의 미국특허를 확보했으며 국제 유명 학술지에 10편 이상의 논문을 게재한 바 있다.

화학연구원은 10~100kg 규모의 MOF 수분 흡착제 합성기술과 성형기술을 확보했으며 국내에서 유일하게 흡착식 냉방장치 시스템 기술을 보유하고 있는 구성이엔드씨와 협력해 1~5kW급 흡착식 냉방장치에 대한 파일롯 테스트를 진행 중이다. 

화학연구원의 관계자는 “현재까지 실험실에서 예측한 수준의 파일럿 테스트 결과를 얻고 있기 때문에 올해 중 산업용 저온 폐열이 풍부한 촉매회사 공장에 직접 적용해 냉방장치 기술의 실증화 테스트를 진행할 계획”이라며 “국내에는 아직까지 흡착식 냉방장치 사업화가 진행되지 못하고 있지만 개발된 MOF 흡착제와 구성이엔드씨의 냉방장치의 실증화가 성공할 경우 해외와 차별화된 한국형 흡착식 냉방기를 개발할 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 밝혔다. 

MOF 흡착제가 장착된 냉방기는 전세계적으로 개발돼 있지 않아 실용화될 경우 미래형 냉방장치로 한국은 물론 고온다습한 중국 및 동남아 지역과 미국, 유럽 등의 선진국으로의 해외진출까지 기대할 수 있을 것으로 전망된다.  

화학연구원에서 개발한 수분 흡착제 생산과 흡착식 냉방시스템 적용성이 검증될 경우 지역난방열, 열병합발전 및 산업용 폐(미)온수 등을 활용하는 가정용(소형) 냉난방 겸용 시스템, 산업용 제습 에너지효율 개선을 위한 수분제어분야, 태양열 기반 냉방·제습분야, 전기자동차 에어컨, 가정용 및 산업용 제습제 및 제습기, 공기필터 분야 등의 제품 생산에도 다양하게 응용될 수 있을 것으로 기대된다.