우리나라 연구진 주도로 에너지 사용 없이 에어컨처럼 냉각 효능을 발휘하는 친환경 소재가 개발됐다.
한국화학연구원은 김용석·박찬일 박사와 박초연 학생연구원, 중앙대 유영재 교수, 미국 캘리포니아대 어바인(UCI)의 이재호 교수 공동연구팀이 햇빛의 95% 이상을 반사하는 친환경 수동 복사냉각 소재를 개발했다고 14일 밝혔다.
연구팀은 지구 대기에서 흡수되지 않고 대부분 투과되는 대기창 영역(8∼13㎛ 파장) 에너지를 최대한 방출하도록, 고분자 폴리락타이드(PLA)의 마이크로미터(㎛·100만분의 1ｍ) 크기 기공 안에 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 크기의 기공을 계층적으로 갖는 구조를 설계했다.
이 같은 구조를 가진 PLA 필름의 태양광 반사율을 조절해 낮에도 복사냉각 효과가 뛰어난 신소재를 개발했다. 여름철 직사광 아래에서 이 신소재의 온도를 측정한 결과 주변보다 9도가량 낮았다.
서울 기준 약 100㎡ 면적의 건물에 적용하면 전력 소비를 연간 최대 8.6% 줄일 수 있는 것으로 분석됐다.
특히 PLA는 생분해성이라, 폐기물 발생을 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 실제 실험에서 12일 만에 완전히 분해되는 것이 확인됐다.
알루미늄이나 은 기판 위에 열 방출을 위한 구조체들을 도입한 기존 수동 복사냉각 소재는 비싸고 충격에 약한 데다 분해와 재활용이 불가능했는데, PLA 필름 신소재로 이런 문제들을 해결할 수 있다.
화학연 김용석 박사는 "여름철 냉각이 중요한 건물이나 자동차, 태양전지 등 다양한 분야에 적용해 효율적인 열관리에 기여할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
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