국내 연구진이 전기차 배터리와 고성능 전자기기의 고열 문제를 해결할 수 있는 차세대 방열 소재를 개발했다.

부산대학교는 응용화학공학부 김채빈 교수 연구팀이 고열전도와 안정성을 동시에 구현한 고성능 방열 복합소재를 개발해 발표한 논문이 에너지 및 친환경 재료 분야 국제 학술지 '스몰(Small)' 3월호 표지 논문으로 선정됐다고 1일 밝혔다.

최근 전기차와 스마트폰 등이 고출력·소형화되면서 내부에서 발생하는 열을 얼마나 빨리 밖으로 내보내느냐가 기기의 수명과 안전을 결정짓는 핵심 요소가 됐다.

상변화 물질(PCM)은 열을 흡수하는 능력이 탁월하지만, 열을 전달하는 속도가 느리고 녹을 때 액체가 새어 나오는 '누액' 문제가 고질적인 한계로 지적돼 왔다.

연구팀은 서로 섞이지 않는 두 종류의 유기 물질이 만나는 경계면(계면)에 주목했다.

마치 물과 기름이 섞이지 않듯 두 물질 사이의 경계에 열을 잘 전달하는 입자(질화붕소)가 스스로 배열되도록 유도해 일종의 '열 고속도로'를 구축한 것이다.

이 방식은 별도의 복잡한 코팅이나 캡슐화 공정 없이도 열전도도를 상용 소재보다 월등히 높은 수준으로 끌어올렸다.

연구팀은 반복적인 가열과 냉각에도 형태가 무너지지 않고 누액이 발생하지 않는 구조적 안정성까지 확인했다.

김채빈 교수는 "이번 성과는 복잡한 공정 없이도 높은 열전도 성능을 구현했다는 점에서 의미가 크다"며 "전기차 배터리나 고출력 반도체 등 고발열 시스템의 안전성을 높이는 데 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.