한국기계연구원(원장 임용택) 열공정극한기술연구실 최준석 박사팀은 확산접합을 이용하는 마이크로채널 열교환기(Micro channel heat exchanger)의 제작기술을 확보, 극저온 환경에서의 그 성능을 검증했다.

마이크로채널 열교환기란 1mm이하 크기의 유로(流路)로 구성된 열교환기다. 일반적으로 열교환기는 온도가 높은 유체의 열을 저온으로 전달하는 역할을 한다. 보통 수mm에서 수십mm 크기의 유로를 가진 것과 달리 마이크로채널 열교환기는 단위부피당 전열 면적이 크므로 열전달 효율이 높고 집적도가 높아 소형화에 유리하다.

최 박사팀은 극한 환경에 적용할 수 있도록 금속재료 접합면 사이에서 발생하는 원자의 확산을 이용한 '확산접합' 방식으로 교환기를 제작했다. 기존보다 크기를 5분의 1 이상 소형화하면서도 플랜트에 적용할 수 있도록 열교환 용량을 대형화했다.

최준석 박사는 "기존 방식의 극저온 가스액화 플랜트용 열교환기는 선진업체들이 독점하고 있어 진입장벽이 높다"며 "이를 돌파하기 위해서는 마이크로채널 열교환기와 같은 신기술을 개발해야 연간 100억 달러 규모의 가스액화 플랜트 시장 진입이 가능하다"고 밝혔다.

한편, 마이크로 채널 설계와 확산접합 장비의 특허는 10여 건이 등록됐으며, 극저온 분야 이외에 초고온, 초고압 등 여러 응용분야의 연구가 수행되고 있다.