[에너지단열경제]이재철 기자
(위) 제작된 복사냉각소자의 사진과 주사 전자 현미경을 이용해 찍은 사진(가운데)과 단면 사진(오른쪽).
(아래) 3일 간의 온도 측정 사진. 복사 냉각 소자(검은색 선)가 주변 온도(초록색 선)보다 더 낮은 온도를 나타내고 있다/포스텍 제공
포항공대 노준석·김진곤 교수와 고려대 이헌 교수 공동연구팀이 실리카가 코팅된 다공성 양극 산화 알루미늄을 이용해 에너지 소비를 대폭 줄여주는 주간 복사 냉각 기술을 개발했다.
복사 냉각 기술이란 물체가 태양으로부터 에너지를 받지만 복사열을 방출함으로써 온도를 낮출 수 있는 기술을 말한다.
건물 온도를 낮추기 위해 창문이나 벽면에 태양 빛을 반사하거나 원적외선 빛을 흡수·방사함으로써 에너지를 방출하는 구조물을 설치하는 경우다.
냉방 시스템 가동 시 에너지 소비가 많은 만큼 복사 냉각 기술은 에너지 소비를 크게 줄일 수 있다.
하지만 아직까지는 넓은 면적에 적용하는 데 어려움이 있다.
연구팀은 다공성 양극 산화 알루미늄에 얇은 실리카 박막을 코팅하는 것만으로 태양광이 직접적으로 내리쬐는 환경에서도 주변 대기보다 낮은 온도를 나타내는 냉각 효과가 있음을 확인했다.
실험을 통해 최적화된 구조체가 태양 스펙트럼 영역에서는 86%의 반사율을, 대기창 영역(8-13μm)에서 96%의 높은 방사율을 가질 수 있음을 검증했다.
센티미터 크기로 제작된 복사 냉각 소재는 태양이 내리쬐는 낮 동안 최대 6.1℃의 냉각 효율을 보였다.
연구팀은 “이번에 개발된 복사 냉각 소재는 아주 간단한 방법으로 제작할 수 있다”며 “이제까지 문제가 됐던 면적에 대한 한계를 극복할 수 있어 냉난방 시스템에 적용한다면 환경문제를 해결에 도움이 될 것”이라고 밝혔다.
이번 연구성과는 에너지 분야 국제학술지 ‘나노 에너지’ 최신호에 게재됐다.
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