삼성, 제대로 일냈다…세계 최초 냉매 없는 냉장고 실증

삼성전자, 존스홉킨스대와 공동연구
'펠티어 냉각 기술' 적용 냉장고 실증
네이처 커뮤니케이션스에 논문 게재

삼성전자가 차세대 냉각 기술을 적용한 냉장고를 실증하는 데 성공했다. 냉매를 사용하지 않고도 펠티어 반도체 소자에 전기를 가해 냉각하는 기술을 세계 최초로 선보인 것이다. 냉매를 사용하지 않아 친환경 냉각 방식으로도 주목받을 전망이다.

삼성전자는 28일 '차세대 펠티어 냉각 기술' 연구논문을 세계적 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 게재했다고 밝혔다. 이 연구는 존스홉킨스대 응용물리학연구소와 산학협력을 통해 진행됐다.

펠티어 냉각은 '펠티어 반도체 소자'에 전기를 가할 경우 한쪽 면이 차가워지는 대신 다른 면이 뜨거워지는 효과를 활용한 기술이다. 냉매를 사용하지 않아도 냉각이 가능해 친환경 비화학적 차세대 기술로 주목된다.

이번 연구엔 삼성전자 삼성리서치 라이프솔루션팀 연구진과 라마 벤카타수브라마니안 존스홉킨스대 응용물리학연구소 교수 연구진이 함께했다.

연구팀은 세계 최초로 나노 공학 기술을 활용해 '고효율 박막 펠티어 반도체 소자'를 새롭게 개발했다. 새로운 소자를 활용한 고효율 펠티어 냉장고를 실증하는 데도 성공했다. 이 냉장고는 기존 증기 압축 방식 냉장고의 냉각 효율을 넘어섰다. 냉매 없는 차세대 냉장고의 상용화 가능성을 입증한 셈이다.

펠티어 냉각은 증기 압축 방식보다 빠르고 정확하게 온도 조절을 할 수 있다. 냉장고와 같은 가전제품뿐 아니라 반도체·의료기기·전장·데이터센터 등 여러 산업에서 활용 가능한 기술이다.

고효율 펠티어 냉각의 상용화를 위해선 펠티어 반도체 소자의 냉각 효율이 특히 중요한 요인으로 꼽힌다. 연구팀은 기존과 완전히 다른 반도체 박막 증착 방식의 생산공정을 도입해 냉각 효율을 75% 향상시켰다. 소형화·경량화도 동시에 이뤄냈다.

또 펠티어 소자는 자원 효율성·양산석 면에서고 강점을 보였다. 새로운 생산공정이 도입되면서 소자 개발에 사용되는 펠티어 소재가 기존 대비 약 1000분의 1 수준에 불과해 경제성·친환경성도 개선됐다는 설명이다.

김대영 한경닷컴 기자 kdy@hankyung.com