여름철 뜨거운 차량 내부, 전기 없이 섭씨 4도 낮춘다

송영민 GIST 교수팀, 폴리머·은·석영 3층 구조 냉각판 개발
내부 열 흡수·외부 방출 효율 제고… "건물 냉방 응용 가능성"

국내 연구진이 차량과 같은 밀폐된 공간의 열을 전력 소모 없이 효율적으로 식혀줄 수 있는 기술을 개발했다.

한국연구재단은 송영민 광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학과 교수 연구팀이 외부전원 없이 밀폐 공간의 온도를 낮춰줄 수 있는 냉각판을 만들었다고 5일 밝혔다. 연구성과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 이날 게재됐다.

지금도 차량 지붕에 내부의 열을 식히기 위해 알루미늄과 폴리머(PDMS)로 구성된 수동복사 냉각판이 쓰이고 있다. 다만 소재와 맞닿는 표면만 주로 냉각되고 차량 내부의 열을 품고 있는 적외선을 흡수하지 않고 반사하는 등의 단점이 있다.

연구팀은 바깥의 태양빛을 90% 이상 반사할 수 있는 은(銀)을 가운데에 놓고, 차량 내부와 마주하는 아랫면에는 열을 흡수하는 석영 층, 외부와 마주하는 윗면에는 열을 방출하는 폴리머 층으로 구성된 ‘야누스 복사 냉각판’을 만들었다.

개발된 냉각판은 내부의 열을 석영 층이 흡수하고, 맨 위의 폴리머 층이 이 열을 바깥으로 방출하도록 설계됐다. 차량 내부와 비슷한 환경에서 실험한 결과 섭씨 영상 43도였던 온도가 39도까지 낮아지는 것으로 나타났다. 연구팀은 "냉각에 필요한 소비전력 절감효과로 환산하면 기존 대비 10% 줄일 수 있는 수준"이라고 설명했다.

이번 연구는 10제곱센티미터(c㎡) 넓이의 냉각판을 이용했지만 넓이에 비례해 방출되는 열이 많아지는 만큼, 더 넓게 만들수록 더 큰 밀폐 공간에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 "차량용 소재뿐만 아니라 냉방 에너지 절약을 위한 건축물 시공 등에도 응용 가능성이 있다"고 말했다.

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