| 초록 |
본 연구는 황화나트륨과 물의 화학반응을 이용하여 야간에 물을 탈착시키고, 주간에 밸브를 열면 물쪽의 증발잠열을 이용하여 에어컨디셔닝에 이용하고자 하였다. 물은 증발 잠열이 매우 크고 독성이 없으므로 매우 유망한 축열매체이다. 현재 공업용으로는 대부분 암모니아-물을 이용한 흡수식 히트펌프나 리튬-브로마이드를 이용한 히트펌프가 사용되어지고 있으나, 리튬-브로마이드의 경우 그 소형화가 어려운 것으로 알려져 있으며, 암모니아-물의 경우 독성과 부식성이 강하므로 가정용 소형 냉방기에 적용이 어려운 점이 있다. 이외에 제올라이트-물, 실리카겔-물, 활성탄-물 그리고 암모니아-활성탄을 이용한 흡착식 히트펌프가 연구되어져 왔는데, 냉방 성능계수는 0.4~ 0..75정도이고 반응기부피가 커지는 문제가 있다. Na2S - H2O 간의 반응특성을 조사하였으며, 이 외에도 CaCl2, MnCl2, BaCl2, MgCl2, MnSO4와 Fe2(SO4)3 등의 후보물질을 선정해 화학축열매체로의 실용 가능성을 검토하였다. Microbalance (CAHN 1000, C-1000)을 이용하여 시간에 따른 반응정도, 즉 반응속도를 조사하였고, 단위 축열매체 몰 당 반응하는 작동매체로서의 H2O 개스의 몰수를 구하였으며, 일정 압력하에서 H2O가 흡/탈착하기 시작하는 반응온도를 측정하여 온도-압력 평형곡선(Clausius Clapeyron diagram)을 얻었다. 또 BET (ASAP2010, Micromeritics)를 이용하여 세공크기와 그 분포 등의 세공미세구조를 관찰하여 후보물질 간의 비교를 하였다. 실험되어진 후보물질 중 황화나트륨-물의 경우 일정온도에서 황화나트륨 1몰당 4.5몰의 물이 가역적으로 반응할 수 있으며, 냉방용에 적합한 온도범위에서 평형온도-압력선도가 존재하여 시스템을 제작하여 실험해 보았다.
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