이석원 기자
MIT와 국립재생가능에너지연구소 NREL 엔지니어가 공동으로 가동부품이 없는 열기관을 발명했다. 연구팀이 만든 새로운 열기관은 40% 이상 효율로 열을 전기로 변환하는 게 가능해졌으며 이는 기존 증기 터빈보다 뛰어나다고 한다.
이 기관은 태양전지와 비슷한 열광기전력 TPV 셀로 고온으로 가열한 열원에서 나오는 팽창광을 전기 에너지로 변환해 전기를 생성한다. 연구팀에 따르면 새로운 열기관은 1,900∼2,400도 열원으로부터 전기를 생성하는 게 가능하다고 한다.
연구팀이 개발한 TPV 셀을 히트싱크에 설치한 걸 보면 TPV 셀 크기는 가로세로 1cm로 소형이다. 연구팀은 TPV 셀을 그리드 스케일 열전지에 통합할 계획이다. 이를 통해 태양광 등 재생 가능 에너지로부터 얻은 과잉 에너지를 고온 흑연으로 만들어진 절연된 저장고에 둘 수 있게 된다. 이에 의해 흐린 날에도 열에너질로부터 전기를 생성할 수 있게 된다.
연구팀은 새로운 TPV 셀 주요 부품을 개별 소규모 실험으로 입증한 것만으로 각 부품을 모두 통합하고 전체 시스템이 완전히 작동하는지 확인하는데 성공하지 못했다. 따라서 연구팀은 시스템 완전 입증을 위한 노력을 추진하고 있다. 덧붙여 연구팀은 열기관을 이용하는 것으로 기존 화석 연료에 의한 발전소를 대신하는 재생 가능 에너지만으로 발전 가능한 탈탄소 전력망 실현에 기대를 걸고 있다.
연구팀은 TPV 셀은 열전지가 실행 가능한 개념을 입증하기 위한 마지막 중요 단계라며 열전지는 재생 가능 에너지를 증식시키고 완전한 탈탄소화를 실현한 전력망에 필수 불가결하다고 강조했다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
정용환 기자
