기계연 박막형 압전펌프 개발

　기존의 전동기보다 유체의 공급 명령을 10배 이상 빠르게 하면서도 열을 발생시키지 않는 새로운 개념의 1㎾급 가정 연료전지용 박막형 압전펌프가 상용화할 수 있는 수준으로 개발됐다.

　한국기계연구원 정보장비연구센터의 함영복·박중호 박사 연구팀은 전기를 흘렸을 때 휘어지는 세라믹 성질을 이용해 수 ㎕∼수 ㎖까지 유체의 흐름을 제어할 수 있는 ‘미소유체 이송용 압전펌프’를 개발, 상용화하는데 성공했다고 8일 밝혔다.

　연구진은 “이 기술을 1㎾급 가정용 연료전지의 냉각용 냉각수 순환용 펌프에 적용해 본 결과 기존 전동기 임펠러 구동에 비해 에너지 절감율은 50%, 고속 응답성은 최대 10배 이상 빠른 수백 ㎐∼수㎑까지 동작됐다”고 확인했다.

　이에 따라 연구진은 이 기술을 컴퓨터 내부에 들어가는 마이크로 프로세서 유닛(MPU)의 액체 냉각 모듈용 냉각수 순환펌프나 반도체 조립장비, 초정밀 가공기 등에 활용 범위를 확대하는 프로젝트를 추진 중이다.

　산업자원부의 신기술실용화 기술개발사업 지원사업 성과인 이 기술은 펌프 제어용 압전 세라믹 박판 두 장을 붙여 변이를 발생시키는 바이몰프형 압전세라믹 구동기(PZT)를 사용, 가동 중에 열을 내지 않는다. 또 얇은 박판으로 되어 있어 소형화가 가능하고 유체 흐름 제어에 모터를 사용하지 않기 때문에 에너지 소비량을 최대 50%까지 줄일 수 있다.

　연구진은 현재 이 펌프를 휴대폰의 절반 크기까지 제작할 수 있는 단계에 진입해 있지만 향후 손톱 크기로 개발할 계획이다.

　함영복 박사는 “실험전에 압전 세라믹을 만들어 컴퓨터 해석 프로그램으로 변위가 얼마나 일어나는지 해석, 형상을 정의하는 방식으로 설계했다”며 “향후 연구개발을 통해 적용분야를 점차 넓혀 갈 계획”이라고 말했다.

　대전=박희범기자@전자신문, hbpark@