김석호 교수

고온 초전도(HTS) 자석 및 전력 기기의 안정적 운용을 위해서는 정밀한 열관리 기술이 필수적이며, 이를 해결하기 위한 냉각 시스템 연구를 수행하고 있습니다. REBCO 자석의 열전도도 및 접촉 저항을 정밀 분석하고, 초전도 케이블용 냉각 시스템의 열유체 거동을 해석하며, 무절연(No-Insulation) REBCO 코일 기술을 개발했습니다. 이 연구는 초고속 자기부상열차용 전력 기술, 송전급 스마트 초전도 케이블 시스템, 10MW급 초전도 풍력발전기, SMES(초전도 자기 에너지 저장장치)에 적용됩니다. 45.5테슬라 직류 자기장 구현 연구에 참여해 Nature(2019)에 논문을 게재했으며, 무절연 REBCO 자석의 열전달 특성을 다룬 IEEE TAS 논문(2018)을 포함해 다수의 논문을 발표했습니다. 이러한 연구 성과로 과학기술정보통신부 장관 표창(2022)을 수상했습니다. 초전도 전자석의 냉각과 운용에 필요한 핵심 부품 기술을 산업체에 이전한 실적도 있으며, 고온 초전도 전자석용 영구전류 스위치 기술을 (주)수퍼제닉스에 이전(2017)했고, 초전도 전자석 냉각시스템용 기체 순환장치 평가 기술 역시 (주)수퍼제닉스에 이전(2019)했으며, 초전도선재를 이용한 초전도 베어링 기술을 (주)셈스코에 이전(2021)했습니다.

우주 항공 분야의 적외선 검출기 및 미래 에너지 시스템인 액체수소 저장·운송을 위해서는 극한 환경에서 작동하는 냉각 기술이 요구됩니다. 위성 및 우주비행체 적외선 검출기용 극저온 루프 히트 파이프를 개발하고, 액체수소 저장탱크의 냉각 및 증발가스(BOG) 재응축 공정을 해석하는 연구를 수행했습니다. 이 기술은 위성 및 우주비행체의 적외선 검출기 냉각, 수소 액화 플랜트 및 운송 시스템에 적용됩니다. 한국연구재단의 '우주비행체 적외선 검출기 냉각용 극저온 히트파이프 개발' 과제를 수행하며 관련 기관과의 협업 가능성을 확보했습니다. 위성 응용을 위한 극저온 루프 히트 파이프의 열전달 특성을 다룬 논문을 Energies(2020)에 게재했으며, 액체수소 재액화 저장 성능평가 시스템의 공정 해석 기술을 다년간 과제로 수행했습니다. 연료전지용 소형 액체수소 저장 용기 설계기술을 (주)수퍼제닉스에 이전(2018)했으며, 진공단열 mRNA 백신 저장용기 설계 및 냉각 자동제어 시스템 제작기술을 (주)하나에 이전(2021)한 실적이 있습니다.

정밀한 열관리와 유체 제어가 요구되는 첨단 산업 시스템의 설계를 위해 극저온 및 첨단 열유체 시스템에 대한 연구를 수행하고 있습니다. 사각 채널 내 유동의 압력 손실을 해석하고, 3D 중공 미세 구조 반응기의 열·유체 응용을 연구했습니다. 이 기술은 일반 산업용 냉동 시스템과 고성능 전자기기의 마이크로 스케일 열관리에 적용됩니다. 사각 채널 내 압력 손실에 관한 수치 해석 연구를 Energies(2023)에 게재했습니다. 극저온 회전기기 및 유체기계 분야의 설계 기술을 다수 산업체에 이전했으며, 극저온 기체 순환장치용 임펠러 설계기술과 극저온 회전기기 열침입 관리 구조 기술을 (주)수퍼제닉스에 이전(2019, 2020)했고, 대유량 극저온 블로어 유동장 설계와 블로워형 회전 커플링, 극저온 냉매 유출 방지를 위한 라비린쓰실 설계 기술도 (주)수퍼제닉스에 이전했습니다. 액체질소 순환용 극저온 펌프 설계 기술과 극저온 터보팽창기 설계 기술, 극저온 고속 회전체 안정성 분석 기술을 하이테크 및 (주)인지니어스에 이전(2014~2016)했으며, 레이다 및 EOTS용 냉각장치 설계 최적화 기술과 1D 기반 설계 최적화 기술을 (주)키프코우주항공에 이전(2025)했습니다.