[충청뉴스 이성현 기자] 충남대학교는 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.
이번 연구 성과는국제 저명 학술지 ‘Combustion and Flame’ 온라인판에 11월 10일 게재됐다. 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 말했다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부/한국연구재단 중견연구사업의 지원을 받아 수행됐다.
