충남대 연구팀, 이중 금속 산화물 나노복합 코팅 기술 개발

신원규 교수팀 연구 /뉴스1

(대전ㆍ충남=뉴스1) 박찬수 기자 = 충남대학교 기계공학과 신원규 교수 연구팀이 보론 기반 에너지물질의 점화 및 연소 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 이산화티타늄–이산화비스무트(TiO₂–Bi₂O₃) 이중 금속 산화물 나노복합 코팅 기술을 개발했다.

19일 충남대에 따르면 이번 연구 성과는국제 저명 학술지 ‘Combustion and Flame’(JCR 6.1%) 온라인판에 10일 게재됐다. 이번 연구는 충남대 Anush Mnoyan 박사가 제1저자로, Sotheara Chroay 석사과정생과 김민제 연구원이 공동저자로 참여했고, 신원규 교수가 교신저자로 연구를 총괄했다.

신원규 교수팀은 이번 연구에서 산소 결함이 풍부한 TiO₂ 구조체의 산소 이동성과 구조적 안정성에 Bi₂O₃의 빠른 산소 공급 능력과 발열 특성을 결합한 나노스케일 코팅을 설계했다.

이러한 이중 기능성 구조는 보론 표면에 형성되는 B₂O₃ 피막을 효과적으로 제거해 산소 전달을 가속화하고 점화지연시간을 단축시키며 연소 효율을 크게 향상시킨다. 연구팀이 최적화된 코팅을 적용한 결과 순수 보론 대비 점화지연시간이 28% 단축되고, 연소 발열량은 21.6% 증가하는 성능 향상을 확인했다.

연구팀이 개발한 코팅 기술은 수열합성과 용액 기반 공정을 통해 제조되며 대량 생산이 가능한 경제적인 방법으로 고체 추진제, 차세대 추진 시스템 등 다양한 에너지 응용 분야에 적용 가능성이 높다.

신원규 교수는 “이번 연구를 통해 보론 연료의 점화 및 연소 성능을 실질적으로 향상시킬 수 있는 실용적이고 확장 가능한 기술을 제시할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부/한국연구재단 중견연구사업의 지원을 받아 수행됐다.

pcs4200@news1.kr