충남대학교 기계공학과 신원규 교수 연구팀이 보론 기반 에너지 물질의 점화 및 연소 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 이산화티타늄-이산화비스무트(TiO₂–Bi₂O₃) 이중 금속 산화물 나노복합 코팅 기술을 개발했다.

연구팀은 산소 결함이 풍부한 TiO₂ 구조체에 Bi₂O₃의 빠른 산소 공급 능력과 발열 특성을 결합한 나노스케일 코팅을 설계했다. 이 구조는 보론 표면에 형성되는 B₂O₃ 피막을 효과적으로 제거해 산소 전달을 가속화하고 점화 지연 시간을 단축시키며 연소 효율을 크게 향상시킨다. 최적화된 코팅을 적용한 결과 순수 보론 대비 점화 지연 시간이 28% 단축되고 연소 발열량은 21.6% 증가하는 성능 향상이 확인됐다.

이 코팅 기술은 수열합성과 용액 기반 공정을 통해 제조되며 고체 추진제 및 차세대 추진 시스템 등 다양한 에너지 응용 분야에 적용 가능성이 높다. 신원규 교수는 “이번 연구를 통해 보론 연료의 점화 및 연소 성능을 실질적으로 향상시킬 수 있는 실용적이고 확장 가능한 기술을 제시할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

조길상 기자 pcop@ggilbo.com