한국기계연구원 김영 책임연구원, 중앙대 김민성·김동규 교수 공동연구팀은 기계적 방식이 아닌 전기화학적 방식을 활용하는 친환경 냉매 압축기를 개발했다고 밝혔다.

전기화학식 압축기는 특정 이온만 선택적으로 통과시키는 이온교환막을 이용해 이온을 이동시키는 데, 이때 수소를 매개체로 냉매를 압축한다.

23일 연구팀은 암모니아·물 등 친환경 냉매가 수소와 함께 이온교환막을 통과하면서 냉매가 압축되는 원리를 이용해 전기화학식 친환경 냉매 압축기의 구동 테스트를 하는 데 성공했다.

▲ 김영 책임연구원(왼쪽)과 이동근 선임연구원이 압축기 스택을 점검하고 있다.

기존 압축기는 빠른 회전으로 인한 부품 내구성 문제, 윤활유 사용으로 인한 냉매 오염, 소음 등의 문제를 지적받았다.

이번에 개발된 압축기는 무소음·무진동·오일프리 등의 장점을 지녀 기존 압축기의 한계점을 극복했다고 연구팀은 설명했다.

반복된 고압 상태에서도 견고하게 구동하고, 에너지 누설 방지, 고출력 구간 고성능을 낼 수 있도록 설계돼 전기화학식 압축기의 효율성을 극대화할 수 있다.

크기에 상관없이 안정적인 에너지 공급뿐만 아니라 소규모 시스템 구축에도 유리해 기존 대비 60%의 에너지를 절감할 수 있다고 연구팀은 덧붙였다.

냉동기·에어컨 시스템에서 열전달 매체로 사용되는 수소불화탄소(HFC)는 오존층에 해를 끼치지 않는다는 점에서 사용되었으나 최근 규제가 강화되고 있다.

기계연 열에너지솔루션연구실 김영 책임연구원은 "전기화학식 친환경 냉매 압축기는 높은 효율과 경제성, 공간 절약의 장점을 갖추고 있다"며 "향후 이 기술을 활용한 히트펌프 시스템 개발로 2050 탄소중립 달성에 기여할 것"이라고 밝혔다.

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