“페인트칠 잘하면 에어컨 효과 납니다”...온도 최대 9도까지 낮춘다는데

고대 창업기업 저크 이헌 교수
신기술페인트 세계 첫 상용화
지붕·차량·작업모용 페인트로
“수성 복사냉각시대 열겠다”

한여름 뙤약볕 아래에 주차된 자동차 실내 온도는 70~90도까지 치솟는다. 열기를 식히기 위해 에어컨을 틀면 실외기는 다시 뜨거운 열을 뿜어내며 지구를 데우는 악순환이 반복된다.

에어컨을 켜는 대신 자동차 지붕에 페인트를 칠하는 것만으로 이 뜨거운 열기를 튕겨내버릴 수 있다면 어떨까. 에어컨이 만들어내는 기후위기의 악순환을 끊을 대안으로 전기를 한 방울도 쓰지 않고 스스로 온도를 낮추는 ‘복사냉각’ 기술이 주목받고 있다. 글로벌 기업들이 앞다퉈 상용화에 뛰어든 가운데 국내 연구진이 세계 최초의 ‘수성’ 복사냉각 페인트를 선보였다.

기후위기의 새로운 대안으로 떠오른 이 기술을 수성 페인트 형태로 구현해낸 주인공은 2022년 11월 설립된 고려대 교원 창업기업 저크(ZERC)다. 저크의 창업자인 이헌 고려대 신소재공학과 교수는 “전기를 쓰지 않고 온도를 낮추는 기술로 기후위기와 에너지 문제의 실질적인 돌파구를 마련하기 위해 회사를 만들고 연구를 지속해왔다”고 밝혔다.

복사냉각 소재 상용화 경쟁은 이미 뜨겁게 달아오르고 있다. 글로벌 시장조사기관 스페리컬인사이트에 따르면 관련 시장은 2023년 358억달러(약 48조원)에서 2033년 877억달러(약 120조원) 규모로 연평균 9% 이상 성장할 것으로 전망된다.

미국 기후테크 스타트업 스카이쿨시스템스는 대형 슈퍼마켓 공조 시스템에 복사냉각 패널을 적용해 전력 사용량을 줄이는 효과를 입증했고, 래디쿨은 전기차에 기술을 적용해 냉방 부하를 낮췄다. 일본의 스페이스쿨 역시 오사카 엑스포 건물에 냉각 필름을 시공하는 등 전 세계 연구 기반 스타트업들이 앞다퉈 시제품을 내놓고 시장을 선점하기 위해 각축전을 벌이고 있다.

이 교수는 “복사냉각 시장 내에서 굴곡진 곳이나 넓은 면적에 시공하기 까다로운 부착형 필름보다는 롤러나 스프레이로 칠하기만 하면 되는 페인트 형태가 실용성을 무기로 시장의 주류로 자리 잡는 추세”라고 설명했다. 하지만 기존 해외 기업들이 내놓은 복사냉각 페인트에는 큰 약점이 있었다.

단가를 낮추고 끈적한 페인트를 묽게 만들어 칠하기 쉽게 하려고 대부분 톨루엔 같은 유기용매 화학물질을 사용했다. 유기용매를 쓰면 페인트를 칠하고 마르는 과정에서 공기 중으로 쉽게 증발해 인체에 해를 끼치는 1급 발암 물질인 휘발성 유기화합물(VOC)을 뿜어낸다.

수성 제품인데 비바람에 강해
냉각 효과도 5년 이상 지속돼

이헌 고려대 신소재공학과 교수(저크 창업자)

저크는 독자적인 배합 기술로 발암 물질을 배출하지 않는 수성 복사냉각 페인트를 개발하며 이 지점을 해결했다. 이 교수는 “현장 페인트 업체들은 친환경성만큼이나 가격과 작업 편의성에 매우 민감하기 때문에 기존에는 독성이 있더라도 톨루엔을 써왔다”며 “우리는 톨루엔 대신 폴리머(고분자 화합물)와 물, 세라믹 안료를 결합하는 기술로 VOC 배출을 원천 차단했다”고 설명했다. 폴리머란 작은 분자들이 사슬처럼 길게 연결된 물질로, 페인트 속 안료 성분들이 벽면에 단단하게 달라붙도록 돕는 일종의 접착제 역할을 한다.

저크가 이번에 상용화한 수성 복사냉각 페인트는 머리카락 굵기 수준인 150마이크로미터(㎛) 두께로 칠했을 때 태양빛을 96% 반사한다. 동시에 대기창을 통해 우주로 열을 93% 이상 방출한다. 실제 테스트 결과 일반 수성 페인트를 칠한 표면보다 온도를 4도가량 낮추는 성능을 보였다. 수성 제품임에도 비바람, 햇빛 등 외부 환경에도 강하다.

이 교수는 “초기 제조 원가가 일반 페인트보다 다소 높을 수 있지만, 냉각 효과가 5년 이상 지속되기 때문에 여름 한 시즌의 냉방 전력 절감액만으로도 초기 시공비를 충분히 회수할 수 있다”고 강조했다. 건물 외장재나 지붕, 차량, 선박, 산업 설비 등 페인트가 칠해지는 모든 곳이 저크의 무대다. 고온 현상이 심각한 중동이나 동남아시아 지역에서도 수요가 늘어나고 있다는 게 저크 측 설명이다.

이 기술은 다양한 영역으로 활용 폭을 넓히고 있다. 대표적인 사례가 야외 노동자의 안전모다. 이 교수는 “복사냉각 페인트를 여름철 노동자들의 안전모에 칠하면 열적 쾌감을 크게 증진시킬 수 있다”면서 “안전을 위해 안전모를 꼭 써야 하지만 머리에 땀이 차고 힘든 문제를 이 페인트로 해결할 수 있으며, 이는 첨단 과학이 약한 사람을 도울 수 있는 방법 중 하나라고 생각한다”고 말했다.

이 교수는 최근 포스코와 손잡고 철광석을 녹여 철을 만들 때 발생하는 부산물인 슬래그를 재활용한 복사냉각 페인트 개발에도 성공했다. 이 교수는 “복사냉각에 관한 대학의 딥테크(첨단 기술) 연구가 논문이나 특허에 머무르지 않고 한 걸음 더 나아가 실제 산업과 에너지 절감, 탄소 배출 저감이라는 일상 속 문제 해결로 이어지기를 바란다”고 밝혔다.

<용어> 복사냉각 물체가 흡수하는 태양열은 거울처럼 튕겨내고, 내부에 머금은 열은 적외선 형태로 대기권을 통과해 차가운 우주로 직접 방출해 스스로 온도를 낮추는 기술.