생분해성 필름만으로 9도 낮췄다

화학연구원-중앙대-UCI, 친환경 복사냉각 소재 개발
별도의 에너지 없이도 태양광 반사하고 내부열 방출
100㎡ 규모 건물에 적용땐 연간 8.6% 전력소비 절감

화학연구원과 중앙대 공동 연구팀이 새로 개발한 친환경 수동 복사냉각 소재를 보여주고 있다. 화학연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 한국화학연구원 김용석 박사팀이 중앙대 유영재 교수와 미국 캘리포니아대 어바인(UCI) 이재호 교수팀과 협력해 전기나 에너지 없이도 온도를 낮추는 복사냉각 소재를 개발했다.

이 소재는 태양빛을 반사하면서 내부의 열을 잘 방출한다. 실제 이 소재로 만든 상자를 한여름 태양 아래에 놓았을때 외부 온도보다 9도 이상 낮았다. 또한 효소가 있는 땅 등에 묻을경우 자연적으로 분해돼 폐기물이 생기지 않는다.

김용석 박사는 14일 "이 소재는 건물에 적용해 여름철 냉방때 에너지를 절감할 수 있으며, 자동차 소재로 사용해 차량 내부 온도를 낮출 수 있을 것"이라고 말했다. 또한 "태양전지의 패널을 이 소재로 만들면 전지 열관리를 통해 전기를 더 많이 생산해내는데 도움이 될 것"이라고 말했다.

화학연구원 연구진이 야외에서 냉각 효과를 확인하기 위한 냉각효율 실험을 하고 있다. 화학연구원 제공

수동 주간 복사냉각은 물체에서 자발적으로 발생하는 전자기복사를 이용해 열을 방출시키고 태양 빛은 반사해 물체 표면 온도를 낮추는 기술이다.

화학연구원에 따르면, 이제까지 개발된 수동 복사냉각 소재는 태양 빛 반사를 위해 알루미늄이나 은으로 만든 기판 위에 열 방출을 위한 물질들을 올려놨다. 때문에 재료비가 비싸고 충격에 약하다. 또한 공정이 복잡하고 넓게 만들기가 어렵다. 그결과 실제 건물에 적용하기 어려웠다.

공동 연구진은 별도 반사층 없이 하나의 물질만으로 수동 복사냉각 소재를 만들었다. 생분해성 고분자인 폴리락타이드(PLA) 내에 열유도 상분리 공정으로 마이크로미터 크기의 구멍 안에 나노미터 크기의 구멍이 계층적 형태로 이뤄졌다.

이 소재를 야외에서 테스트한 결과, 여름철 햇빛 아래에서 주변 온도보다 9도 이상 냉각됐다. 연구진은 현재 시판되는 화이트 페인트보다 냉각효과가 우수하다고 설명했다.

또 이재호 교수팀이 시뮬레이션한 결과, 서울지역 기준 약 100㎡ 면적의 건물에 적용했을 경우 연간 최대 8.6%의 전력소비를 줄일 수 있는 것으로 나타났다.

뿐만아니라 이 소재의 생분해성 여부도 실험했다. 효소가 있는 곳에 이 소재를 놓았을 때 12일만에 완전히 분해됐다.

김용석 박사는 "전 세계적으로 관련 연구는 아직 초기 단계"라며 "에너지 소재 분야 국내 기업과의 협업을 통해 실용화 기술 개발을 가속화 할 수 있을 것"이라고 말했다.

화학연구원과 중앙대 공동 연구팀이 새로 개발한 친환경 수동 복사냉각 소재를 효소가 있는 곳에서 12일만에 완전히 분해됐다. 화학연구원 제공

[e-mail] 김만기 기자