상변화 물질과 일반 물질의 차이점이 궁금합니다

Question

상변화 물질과 일반 물질의 차이점이 궁금합니다 모든 물질이 상변화 물질이 될수있는건 아닌가요? 어떤 물질만이 잠열을 효율적으로 사용할수 있는건지가 궁금합니다 그리고 물 같은 경우에는 상변화 물질인가요? 그렇다면 물에 섞인 상변화 물질이라는건 어떤말인가요? 상변화 물질끼리도 차이점이 있는건가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

이론적으로는 모든 물질이 온도와 압력에 따라 상변화하며 잠열을 흡수하고 방출하지만, 공학적 의미의 상변화 물질은 일상 온도 대역(0~100°C)에서 높은 잠열을 안정적·반복적으로 저장·방출하도록 정밀 선별된 물질만을 뜻합니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.

​물은 0°C에서 얼며 1kg당 약 334kJ의 높은 잠열을 방출하는 대표적인 자연 상태의 상변화 물질입니다. 다만 물은 0°C에서만 상변화하므로, 15°C나 25°C 등 원하는 목표 온도에서 열을 제어하고 유체처럼 흘려보내기 위해 물에 섞인 상변화 물질을 활용합니다. 이는 물에 미세 캡슐화된 상변화 물질 입자를 섞은 형태인데, 물은 열을 운반하는 수송 매체가 되고 상변화 물질 입자는 목표 온도에서 상변화하며 막대한 열을 저장·방출해 열 수송 효율을 극대화합니다.

상변화 물질​ 간에도 성질 차이가 큽니다. 파라핀 같은 유기계 상변화 물질은 수명이 길고 안정적이나 인화성이 있고, 수화염 같은 무기계 상변화 물질은 열저장량이 크고 불에 타지 않으나 부식성과 과냉각 현상이 심합니다. 두 성분을 조합한 공정계 상변화 물질은 특정 작동 온도를 정밀하게 맞춤 제작할 수 있습니다.