[충청투데이 최윤서 기자] 고발열 전자제품의 수명이 획기적으로 늘어날 전망이다.

10일 한국기계연구원(기계연)은 전자제품 및 전자 장비에서 발생하는 열을 관리하기 위한 최적의 기술이 개발됐다고 밝혔다. 기존 냉각방식인 증발 대신 물이 끓는 비등의 원리를 이용해 2배 이상의 냉각성능을 내면서도 작동 방향과 관계없이 쓸 수 있는 기술이다. 향후 전자제품, 전자 장비, 의료용·군사용 장비, 전기자동차 및 ESS용 배터리 등 다양한 분야 활용이 기대된다.

이번 기술은 전자제품 및 전자 장비의 열관리를 위한 새로운 냉각기술 ‘무방향성 상변화 냉각판(TGP)’이다. 기존 냉각판이 ‘증발’을 이용해 중력 방향에 따라 일정한 방향으로만 냉각이 가능한 반면 TGP((Direction-Free Thermal Ground Plane)는 ‘비등(끓음)'을 이용하기 때문에 방향성에 구애받지 않고 효과적인 냉각이 가능하다.

연구팀은 냉각판의 고온부 금속 표면을 다공성 구조로 가공해 상대적으로 낮은 온도에서도 쉽게 물이 끓도록 해 냉각 성능을 2배 이상 높인 기술을 개발했다. 매끄러운 표면보다 요철이 있는 구조에서 물이 더욱 빨리 끓는점에서 착안한 기술이다. 또 액체가 끓는 현상을 일컫는 비등(boiling) 방식으로 바꿔 방향과 관계없이 작동하도록 했다. 비등은 물이 1기압 100℃에서 끓어서 증발하는 것을 말한다.

TGP를 전자제품 내부 고온이 발생하는 부품에 부착하면 발열부와 맞닿은 부분에서 기포가 발생한다. 기포가 압력에 의해 액체를 사방으로 밀어내면서 냉각이 이뤄진다. 압력에 의한 이동이기 때문에 작동 방향의 변화와 관계없이 우수한 냉각성능을 유지할 수 있는 것이 큰 장점이다.

이정호 기계연 에너지기계연구본부 에너지변환기계연구실 책임연구원은 “전자제품 및 전자 장비 뿐 만 아니라 방열 및 냉각을 해야 하는 많은 산업 분야에 확대 적용할 수 있을 것”이라며 “특히 고발열 냉각이 필요한 고출력 전자 장비를 비롯해 최근 크게 배터리 화재로 이슈가 된 ESS 배터리, 전기자동차 배터리의 냉각, 고출력 LED 등 분야에 직접 활용될 수 있다"고 설명했다.

최윤서 기자 cys@cctoday.co.kr

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