NMRL 소식

최재영, 류학기 교수 연구팀 열에너지 저장을 위한 Ultrahigh-Porosity NgO Microparticles 개발

성균관대학교 신소재 공학과 최재영 교수 및 아주대학교 첨단신소재 공학과 류학기 교수 공동 연구팀은 열 에너지 저장을 위한 높은 안정성과 우수한 반응물 투과성을 갖는 Ultrahigh-Porosity MgO Microparticles을 개발해 재료공학분야의 세계적인 학술지인 Advanced Materials에 "Ultrahigh-Porosity MgO Microparticles for Heat-Energy Storage"을 게재하였다.

다양한 금속 산화물 중 MgO/Mg(OH)2는 우수한 열 저장 용량, 낮은 변환 온도, 낮은 독성, 저렴한 비용 특성으로 인해 열 에너지 저장을 위한 유망한 후보로 알려져 왔다. 기존의 MgO는 많은 양의 열에너지를 저장할 수 있지만, 재결정화, 소결, 응집, 상변화와 같은 구조적 변화가 수반된다. 심각한 구조적 변화는 입자의 붕괴로 이어지며 이는 열에너지 저장의 순환성을 단축시키는 주요 원인이다. 또한 상용 MgO의 경우 반응물 투과성이 좋지 않아 에너지 변환 수율을 저하시킨다. 

본 공동연구팀은 저비용∙대량 생산이 가능한 용액 합성법을 통해 MgO Microparticles에 다공성 구조를 도입하여 열에너지 저장에 효과적인 재료를 합성했다. 소성 온도의 제어를 통해 다공성 MgO의 표면적 및 공극률을 조절할 수 있었다. 12.5%에 불과한 상용 MgO Microparticles와 달리 가장 높은 표면적을 갖는 MgO의 경우 90.3%의 우수한 변환 수율을 보였다. 또한, 수득된 다공성 MgO Microparticles는 10 사이클 동안 열 저장 용량 및 구조적 측면에서 우수한 안정성을 보였다.

기초연구지원사업(중견연구) 지원으로 수행된 이번 연구는 소재과학(Materials science) 분야 2.17% 이내의 세계적인 학술지인 " Advanced Materials(IF =32.086)"에 2022년 7월 온라인 게재되었다.

Advanced Materials는 1988년 출간한 재료공학 분야 최고의 저널들 중 하나로 2021년 기준 JIF 32.086을 기록하였다. 이는 동기간 JCR 기준 상위 2.17%의 최우수 성과이다. 또한 Advanced Functional Materials, Advanced Energy Materials, Small 등 상위 5~10% 내의 우수한 자매지들을 다수 보유해 넓은 학술적 영향력을 가지고 있다고 평가받는다.