냉난방비 절감·아름다운 외관 다잡은 '친환경 페인트'

스탠포드대 재료공학부 제공

에너지 자원을 일상 속에서 효율적으로 절감할 대책으로 태양열 반사율을 높인 '차열 페인트'가 주목받는 가운데 차열·단열 효과에 더해 컬러풀한 색감까지 잡은 페인트가 개발됐다.

이 쿠이 미국 스탠퍼드대 재료공학부 교수 연구팀은 건물 외벽에 칠하기만 해도 태양광 복사열을 효과적으로 반사해 여름철 냉방비를 절감할 수 있는 페인트를 개발하고 국제 학술지 '미국립과학원회보(PNAS)'에 14일(현지시간) 밝혔다. 기존 차열 페인트와 달리 다양한 색깔 선택지까지 제공하는 게 이번 연구의 골자다.  

연구팀에 따르면 건물 냉난방에 드는 에너지는 전 세계 에너지 소비의 13%를 차지한다. 온실가스 배출 비율로 따지면 11%에 달한다. 이에 건물 지붕, 내외벽 등에 특수 페인트를 발라 태양광 복사열을 효율적으로 활용하는 방안이 고안됐다.   

차열페인트는 태양광 복사열을 반사해 건물 내부로 전달되는 열을 차단한다. 이를 통해 여름철 냉방비 절감을 누릴 수 있다는 설명이다. 반대로 겨울엔 내부의 따뜻한 열이 방출되는 것을 막는 단열 효과를 내 난방에 드는 에너지를 줄일 수 있다. 

스탠퍼드대 연구팀은 기존 차열페인트가 자외선 차단율을 높이기 위해 은색 혹은 어두운 회색을 선택하기 때문에 쓰임새의 한계가 있다는 점에 착안했다. 연구팀은 적외선을 반사하는 알류미늄 박편을 하단 레이어로 깔고, 적외선이 투과되는 초박형 무기나노입자 레이어를 상단에 까는 이중 레이어 페인트를 개발했다. 바깥쪽 레이어엔 파란색, 주황색, 노랑색 등의 다양한 색깔을 입히고, 안쪽 레이어는 적외선을 반사하는 기능을 담당해 차열 효과를 낸다.

연구팀은 기후 조건이 다른 미국 전역의 중간급 높이 건물 외벽과 지붕에 개발한 페인트를 칠할 때 어떤 효과가 있는지 시뮬레이션했다. 그 결과 더운 온도에선 21%에 가까운 냉방 에너지 절감 효과가 있었다. 또 한 해 동안 난방, 냉방 등에 소모되는 총 에너지량이 약 7.4% 감소함을 확인했다. 

이 쿠이 교수는 "'탄소제로' 목표를 달성하기 위해 전세계적으로 냉난방에 드는 에너지를 줄여야 한다"며 "단열을 강화하기 위한 새로운 재료가 필요하다"라고 연구의 의의를 밝혔다. 

[박건희 기자 wissen@donga.com]