자기 냉동기 논문자료

 

자기 냉동기
Magnetic refrigerator

[연구 주제]

1. 문제 정의

이러한 기술은 대개 지난 70 년간 보통의 압축 식 냉동기로는 불가능한 0.1 K 이하의 극저온을 만들기 위하여 연구 개발되었다.

본고는 자기 냉동에 대한 기본개념, 역사적인 개발과정, 주요 요소 기술, 응용 분야 등에 대하여 알아보기로 한다.

본고에서는 유체를 사용하는 대신 고체의 냉매를 이용하여 온도를 내리는 자기 냉동에 대한 기본적인 원리, 연구 발전 과정을 소개하였다.

[연구 방법]

1. 제안 방법

이 장치는 4 Hz의 회전주파수로써 작동하였으며, 또한, 가돌리늄 (Gd) 과 Gdo.94Ero.o6 의 복합 다증 구조를 가진 자기 냉매 부분을 순수 가돌리늄 (Gd) 또는 1 차 상변화(1st order phase transition) 물질인 La(Feo.88Sio.i2)i3H 와 비교한 연구를 수행하였다.

[연구 결과]

1. 성능/효과

자기 냉매와 외부의 열교환기 사이에는 효율적인 열 스위치의 설계와 제작이 전체 냉동기의 적절한 작동을 위하여 필수적 이다.

자석과 자기 냉매의 상대 운동을 통하여 자기장을 변화시키는 장치에서는, 부가적인 기계적 일과 관련된 비 효울성과, 장치의 복잡함이 발생하는 단점이 있다.

단순 카르노 사이클은 자기 냉동기의 시스템 구조면에서 잇 점이 있는 반면, 재생식 사이클은 적절하게 제작이 되었을 경우, 미약한 자기열 효과의 이용을극대화시킬 수 있다.

본질적으로 저속 운전을 할 경우, 가스 압축 냉동기보다 높은 열역학적 효율을 달성할 수 있다.

2. 후속 연구

냉동 효과는 자기 냉매의 자기열효과에 직접적으로 영향을 받으므로, 온도 영역에 따라서 냉동 효과를 크게 하기위해서는 좀 더 나은 자성체의 개발이 요구된다.

이상의 기술적인 장점과 약점을 잘 고려하여, 자기 냉동기의 구성요소에서 발생하는 부가적인 엔트로피 생성을 최소화하면, 머지않은 장래에 틈 새 시장에서 더 많은 자기 냉동기의 상업화를 볼 수 있으리라 기대한다.

 

▼출처 및 바로가기 : 
https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO200708506317095

[논문]자기 냉동기