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여름에 열을 저장해 겨울에 난방한다?



(Though still in the prototype stage, EMPA is currently looking for commercial partners to assist in creating a compact version of the system for household domestic use(Credit: EMPA))


 뜨거운 여름과 추운 겨울을 반복적으로 겪다보면 여름에 열에너지를 저장해서 겨울에 사용해보고 싶다는 생각을 해본적도 있을 것입니다. 물론 그렇게 장기간 열에너지를 보존하는 일은 설령 가능하다고 해도 가격이 꽤 비쌀 수 밖에 없으므로 대개 실용적이지 않을 것입니다. 그래서 보통 우리는 겨울철이나 여름철에 모두 에너지를 사용해서 냉난방을 하게 됩니다. 


 하지만 상당히 어려워 보이는 일이라도 불가능한 것은 아닐지도 모릅니다. 스위스 연방 소재 연구소(EMPA (Eidgenössische Materialprüfungs-und ForschungsAnstalt)의 과학자들은 실용적인 열에너지 보존 시스템을 개발하고 있습니다. 이들은 수개월 정도는 물론 몇 년이라도 열에너지를 저장하는 방식을 연구중에 있는데, 열 자체를 보존하는 것이 아니라 화학 에너지 형태로 보존한다는 복안을 가지고 있습니다. 


 수산화나트륨 (sodium hydroxide, NaOH)은 강염기로 물을 끌어당기는 힘이 매우 강한 물질입니다. 수산화나트륨이 담긴 용기를 열기만 해도 공기 중의 수증기를 빨아들이기 때문에 빨리 닫아야 합니다. 동시에 물을 흡수하거나 내놓는 과정에서 열을 방출하거나 흡수하는 성질이 있습니다. 연구팀이 활용하려는 것은 바로 이 성질입니다. 


 일단 여름철에 수산화나트륨 용액에 열을 가해 물을 분리시키면 에너지가 저장되게 됩니다. 장기간 화학 에너지 형태로 보존된 열에너지는 겨울철 난방이 필요할 때 다시 물을 추가하는 방식으로 열을 내놓는 원리입니다. 


 이론적으로는 간단하고 열을 저장하는 수산화나트륨 역시 매우 쉽게 구할 수 있는 값싼 원료이지만, 이를 이용해서 비용효과적인 열 저장 장치를 만드는 것은 또 다른 이야기입니다. 연구팀은 이를 위해서 태양열을 효과적으로 흡수하고 방출할 수 있는 파이프 및 열 교환장치를 개발하고 있습니다. 지금은 단지 프로토타입 제작 단계이지만, 상업화를 위한 기업과의 파트너쉽을 고려하고 있다고 하네요.


 열에너지를 효과적으로 저장하거나 혹은 빼앗을 수 있다면 에너지를 거의 쓰지 않는 친환경 냉난방이 가능할 것입니다. 과연 어떤 결과가 나올지 주목됩니다. 


 참고 




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