와우! 과학

[와우! 과학] 섭씨 1400도에서 작동하는 펌프 등장

페이스북 공유 트위터 공유 카카오톡 공유 네이버블로그 공유
확대보기


매우 높은 온도에서도 액체 금속을 이동시킬 수 있는 펌프 시스템이 개발됐다. 조지아 공대, 퍼듀 대학, 스탠퍼드 대학의 공동 연구팀이 만든 이 내열 세라믹 펌프는 섭씨 1,400도의 고온 환경에서도 액체 금속을 안정적으로 이동시킬 수 있음을 입증했다.

조지아 공대의 칼레브 아미와 그 동료들은 미국 고등연구계획국(Advanced Research Projects Agency)의 에너지 프로젝트(ARPA-E)의 지원을 받아 고온의 액체 금속을 다룰 수 있는 내열 시스템을 연구했다. 이를 위해 내열 세라믹을 사용했는데, 가장 큰 문제는 펌프였다.

섭씨 1,200도 이상의 고온 환경에서도 견디는 내열 소재는 이미 존재하지만, 내부에 있는 물질을 이동시킬 펌프는 개발하기 쉽지 않다. 그래서 연구팀은 두 개의 맞물린 기어를 이용한 외접기어펌프(external gear pump) 방식을 이용한 내열 세라믹 펌프를 개발했다.(사진)

외부에서 동력을 제공하므로 초고온 환경에서 작동하는 모터를 개발할 필요가 없기 때문이다. 다만 장시간 고온 환경에서 기계적 압력을 잘 견딜 수 있을지, 그리고 액체 금속이 새지 않을지가 문제였다.

다행히 연구팀이 개발한 새 펌프 시스템은 섭씨 1,200도의 고온에서 72시간 동안 완벽하게 작동해 액체 금속을 원하는 방향으로 이동시켰을 뿐 아니라 일시적으로 1,400도의 초고온에서도 견딜 수 있음을 입증했다. 이런 초고온 펌프 시스템은 고온 합금 제조 등 산업 분야에서도 응용될 수 있지만, 연구팀이 가장 기대하는 분야는 에너지 저장 시스템이다.


최근 건설되는 태양열 발전소 가운데는 태양열을 이용해서 질산염 화합물을 녹여 용융염(molten salt) 형태로 열에너지를 저장하는 경우가 늘어나고 있다. 그러면 태양광 발전과는 달리 해가 진 이후에도 24시간 발전이 가능하다. 그러나 열에너지 저장에는 많은 비용이 들어간다. 만약 용융염을 더 높은 온도로 보관하거나 혹은 이보다 더 높은 온도에서 녹는 금속 소재를 사용한다면 에너지 저장량을 늘리거나 반대로 비용을 절감할 수 있다. 어느 쪽이든 신재생에너지를 효과적으로 사용하는 데 유리해진다.

최근 풍력이나 태양에너지 같은 신재생에너지 보급이 빠르게 늘어나고 있지만, 에너지 공급이 매우 불규칙하거나 특정 시간대에만 에너지 생산이 가능하다는 것이 큰 약점이다. 초고온 내열 시스템으로 많은 에너지를 저장할 수 있다면 인류가 직면한 지구 온난화 문제와 에너지 문제를 해결하는 데 큰 보탬이 될 것이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com 
Copyright ⓒ 서울신문 All rights reserved. 무단 전재-재배포, AI 학습 및 활용 금지

서울EN 연예 핫이슈

추천! 인기기사
  • 국수 먹고 기절한 여성, 23명이 집단 강간…‘강간공화국’
  • “여보, 우크라 여성 강간해도 돼”…남편 부추긴 아내의 결말
  • 美 여객기 랜딩기어에 몰래 탔다가…두 10대 청소년의 비극
  • 푸틴, 떨고 있나…美 에이태큼스보다 무서운 ‘우크라 자체 미
  • ‘생존 한계’ 시험할 폭염 온다…‘4월 기온 49도’ 찍은
  • 일본, 어쩌다 이 지경까지…‘트럼프 모자 굴욕’ 논란 휩싸인
  • 중국이 중국했다?…“지진에 무너진 917억짜리 건물서 ‘짝퉁
  • “푸틴은 곧 죽는다. 이건 팩트”…끊이지 않는 ‘예언’, 증
  • “노스트라다무스 2025년 예언 적중”…예언집에 담긴 내용
  • 총 850m 교량으로 탱크 상륙…위성으로 본 대만 침공용 中
  • 나우뉴스 CI
    • 광화문 사옥: 서울시 중구 세종대로 124 (태평로1가 25) , 강남 사옥: 서울시 서초구 양재대로2길 22-16 (우면동 782)
      등록번호 : 서울 아01181  |  등록(발행)일자 : 2010.03.23  |  발행인 : 김성수 · 편집인 : 김태균
    • Copyright ⓒ 서울신문 All rights reserved. 무단 전재-재배포, AI 학습 및 활용 금지 | Tel (02)2000-9000