- 수소를 이용한 환경친화형 냉난방장치 -


□ 개발 배경

o 지구 오존층을 파괴하는 CFC계 냉매의 사용규제에 따라 HCFCs, HFCs, 혼합냉매 등의
대체냉매가 개발되고 있지만, 대체냉매는 기존의 CFC계 냉매에 비해 상대적으로 고압에서
작동되므로 냉동기의 전면적인 재설계가 불가피할 뿐만 아니라 이들도 잠재적인 온실가스이어서
지구온난화 문제의 근본적인 해결책이 되지 못하고 있음.

o 따라서, 냉매를 이용하지 않는 새로운 개념의 환경친화형 냉난방시스템이 절실히 요구되고 있으며,
이에 부응하여 수소와 금속이 반응할 때 흡열 또는 발열하는 원리를 이용한 환경친화형 냉난방
기술이 개발되어지고 있음.


□ 특허출원 동향

o 특허청에 출원된 수소저장합금을 이용한 냉난방기술의 추이를 분석해보면,
1990년대 초·중반에는 전체 출원건수가 5건으로 미미하였으나, 2000년에 9건,
2001년에 22건으로 최근 출원건수가 급증한 것을 알 수 있으며,
이는 비엔나협약 및 몬트리올의정서에서 선진국의 경우 1996년 1월 1일 이후
CFC의 생산을 전면중단시키고, HCFC도 규제대상에 포함되어 원칙적으로
2020년에는 전면 폐기토록함으로서 새로운 개념의 환경친화형 냉난방기술에 대한
요구가 현실로 다가왔다는 인식에 기인한 것으로 판단됨. (첨부참조)

o 최근 2000년과 2001년의 출원동향을 기술분야별로 분석해보면, 2000년에는
냉난방 시스템 전반에 관한 기술이 대부분이며, 2001년의 경우 수소반응기와
순환장치에 관한 출원이 다수를 차지하는 것을 알 수 있는데,
이는 냉난방시스템의 전체 효율을 향상시키기 위하여 수소의 반응촉진과
반응시 열교환 효율향상을 위한 핵심부품인 수소반응기와 수소순환장치에 대한
기술개발로 초점이 맞추어진 결과로 판단됨. (첨부참조)


□ 응용 분야 및 기대 효과

o 수소를 이용한 환경친화형 냉난방장치는 각종 건물, 자동차 및 농작물 재배시설의
냉난방에 이용되고, 수소저장합금은 온수기, 보일러 및 태양열이나 폐열의 축열장치 등
다양한 분야에 응용이 가능함.

o 수소를 이용한 냉난방장치는 수소가 반복적으로 분리, 결합되므로
수소를 보충해줄 필요가 없고, 수소저장합금의 수명이 대략 10년 이상이므로
반영구적으로 사용할 수 있음.

o 기존 에어컨과 비교하면 같은 용량의 경우에 부피는 10%정도 작아지므로 콤팩트화되고,
각종 폐열, 심야전기, 태양에너지 등을 이용하므로 에너지 절감효과가 기대되며,
지구 오존층을 파괴하는 프레온 가스를 대체함으로서 환경친화적임.


□ 향후 전망

o 전세계적으로 지구오존층 파괴 및 온난화 방지에 관한 관심이
한층 고조되고 있는 점을 감안하여 볼 때, 환경친화형 냉난방장치에 관한 기술개발과
이에 따른 특허출원이 늘어날 것으로 전망됨.

o 특히, 수소저장합금을 이용한 냉난방기술과 관련하여 반응기와
열교환장치의 효율향상, 폐열이나 태양열을 효율적으로 이용할 수 있는 기술의 개발,
고가인 수소저장합금의 생산원가절감, 수소 저장합금의 반복사용으로 인한
미분화 방지 등에 관하여 활발한 기술개발과 특허출원이 예상됨.


<첨부> 보도자료 1부

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* 문의 : 심사2국 공조기계심사담당관실 사무관 이진욱, 전화 042-481-5514