열 저장에 탁월한 '모래'의 친환경 변신

 

리모컨, 손전등, 시계에 들어가는 배터리는

우리의 생활필수품 중 하나입니다.

 

혹시 '모래 배터리'라고 들어보셨나요?

2022년 핀란드의 폴라 나이트 에너지(Polar Night Energy)에서는

모래의 열 물리학적 특성을 이용해 '모래 배터리'를 개발하였습니다.

이 배터리는 친환경 에너지의 주요 문제인 지속적인 공급을 해결하고

겨울철 가정 난방에 도움을 줍니다.

 

1. 모래 배터리의 특성

모래는 물과 비교했을때 비열이 낮습니다.

즉, 모래는 물보다 비열이 낮아 물체의 온도를 상승시키는데 필요한 에너지도 적습니다.

 

모래와 물을 비교하자면,

둘을 같은 열량으로 가열했을 때,

모래가 물에 비해 더 높은 온도까지 올라가게 됩니다.

여름철, 해수욕장의 모래가 물보다 더 뜨거운 이유도 이러한 성질 때문입니다.

또한, 모래는 열 손실률도 낮아 높은 열을 오랜시간 저장할 수 있습니다.

 

더 나아가 모래는 다른 광물에 비해 가격 경쟁력이 좋고,

생산과정이나 폐기 과정에서 독성물질을 배출하지 않아

친환경이라는 장점이 있습니다.

 

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2. 모래 배터리란?

모래 배터리는

풍력 또는 태양광 에너지가 생산한 전력을

6개월 이상 약 500℃의 열로 저장할 수 있습니다.

 

또한, 기후 변화에 대응하여 탄소 배출을 줄인다는 장점이 있고

날씨에 따라 언제든 공급이 중단될 수 있는

재생에너지의 간헐성을 보안하기도 합니다.

 

3. 모래 배터리의 구조

모래 배터리의 구조는 꽤 단순한 편입니다.

태양광 발전기와 파이프로 연결된 강철 저장고에

100t정도의 모래가 채워져 있습니다.

장치를 작동하면 자장고 속 모래는 최대 600℃까지 가열되는데,

이렇게 만들어진 열에너지는 난방, 온수 등에 사용됩니다.

 

즉, 여름철 재생에너지가 생산한 잉여 전력으로

겨울에 필요한 열에너지를 만들어 놓은 셈입니다.

 

현재 폴라 나이트 에너지가 개발한 세계 최초의 '모래 배터리'는

핀란드 칸카아페(Kankaanpää) 바타얀코스키(Vatajankoski)

지역난방 발전소에 설치되어 가동되고 있습니다.

에너지가 부족한 겨울, 칸카아페 마을의 공공건물과 상업용 건물,

주택 등에 여름에 생산한 잉여 전력을 공급한다고 합니다.

 

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모래 배터리 상용화를 시작으로

앞으로 에너지 효율이 높고 친환경적인 배터리가

더 많이 개발되길 기대하며

더욱 활발한 모래 배터리 연구로 국내에서도

하루 빨리 만나볼 수 있길 바랍니다.

 

출처-한국에너지정보문화재단, BBC뉴스 코리아, 국가환경교육 통합플랫폼