냉장 보존 분야에서 흔히 사용되는 축열제로서 물이 상변화 시 과냉도가 크고 열전도율이 낮은 현상을 해결하기 위해, 물을 기액으로 하고 나노 입자 및 분산제를 첨가한 복합 상변화 재료를 개발하였다. 재료 조성질량비는 물 + 0.7% 나노 이산화 티타늄(TiO2) + 1.0% 도데실벤젠술포네이트 나트륨(SDBS)이며, 상변화 온도는 0.216 ℃, 상변화 잠열은 353.1 kJ/kg이다. 나노 TiO2를 물에 첨가함으로써 상변화 과정에서 과냉도가 5~6 ℃ 낮아졌으며, 열전도율은 기액 대비 62.7% 향상되어 0.5988 W/(m·K)에서 0.9745 W/(m·K)로 상승하였다. 동시에 분산제 SDBS를 첨가하여 물 기반 나노 TiO2의 침전 문제를 개선하고 재료의 안정성을 높여 상분리를 방지하였다. 이론과 실험을 결합하여 나노 TiO2와 분산제 SDBS의 다른 질량비를 갖는 물 기반 나노 복합 상변화 재료의 열적 성능을 종합 분석하였으며, 물 내 나노 TiO2와 SDBS의 최적 질량 첨가 비율을 7∶10으로 결정하였다. 최적 시료 정지 후 색상 관찰과 열전도율 측정을 통해 나노 TiO2가 물 내에서 우수한 분산 안정성을 나타냄을 확인하였다.

복합 상변화 재료;과냉도;열전도율;나노재료;열적 성능