냉매 없는 냉각, 업계 난제를 정면 돌파
삼성전자가 기화압축식 냉매 가스를 쓰지 않는 신개념 냉각 기술을 공개하며 가전업계의 숙제를 정면 돌파했다. 기존 냉장고가 압축기와 냉매 순환으로 온도를 낮추던 방식에서 벗어나, 화학 냉매 없이 전기적 원리로 직접 냉각을 구현해 소음과 누출 위험, 온실가스 문제를 동시에 줄이는 해법을 제시했다. 애플과 LG, 소니 등 글로벌 기업들이 수십 년간 시도했던 ‘무냉매·무압축’ 상용화 과제를 한국 기업이 먼저 실증 단계로 끌어올렸다는 점에서 파장이 커지고 있다.
반도체 소자 기반 ‘펠티어’의 재해석
핵심은 반도체 열전 현상인 펠티어 효과를 고효율 박막 소자로 재해석한 점이다. 전류가 흐를 때 소자 한쪽 면은 냉각되고 반대쪽은 가열되는 특성을 이용해, 냉매와 팽창밸브를 대체하는 단순·정밀 냉각 블록을 구성했다. 나노공정으로 내부 저항과 접합 열손실을 낮추고, 열교 환 구조를 최적화해 기존 펠티어의 약점이던 효율 저하를 보완했다. 압축기가 사라지면서 구조 소형화가 가능해졌고, 부품 수와 진동원이 크게 줄어 정숙성이 대폭 개선됐다.
대학·연구소 연동, 성능 임계치 넘은 협업 아키텍처
삼성전자는 내부 DA사업부와 연구조직, 외부 유수 연구기관과의 개방형 협업으로 소재·소자·시스템을 병렬 개선했다. 박막 증착과 패키징, 열전 재료 조성 최적화가 동시에 진전되며 냉각 효율이 기존 대비 유의미하게 향상됐고, 열확산 시트와 마이크로 채널의 결합으로 열원 분산 성능이 높아졌다. 학술지 등재를 통해 원리·성능을 동시 검증한 점은 기술 신뢰도를 끌어올리며, 후속 특허 포트폴리오 확보로 제품화 가속의 기반을 다졌다.
하이브리드 경유, 완전 무냉매를 향한 로드맵
상용화는 단계적 하이브리드 전략이 채택됐다. 초기에는 소형 컴프레서와 펠티어 모듈을 병용해 사용 조건별로 최적 효율을 자동 전환하고, 중장기적으로는 펠티어 단독 운전의 영역을 확대하는 로드맵이다. 이 방식은 실사용 부하가 큰 냉장·냉동 격실에서의 피크 부하를 안정적으로 처리하면서도, 저부하·정온 구간에서 무소음·저진동의 장점을 극대화한다. 전력관리와 온도 제어는 소프트웨어 스택과 센서 퓨전으로 정밀화되어 문 개폐·적재량·주변 온습도에 따른 실시간 최적화를 구현한다.
가전 넘어 반도체·전장·의료로의 확장성
무냉매·정밀 온도제어라는 속성은 적용 분야를 가전 밖으로 넓힌다. 반도체 공정과 패키징에서의 국부 냉각, 데이터센터 랙 단위 열관리, 자율주행 전장과 배터리 열폭주 방지, 혈액·의약품 콜드체인과 영상진단 장비 등 화학 냉매를 쓰기 어려운 영역에서 대체 솔루션이 될 수 있다. 기계적 구동부가 줄고 제어가 디지털화되면서 시스템 신뢰성과 유지보수성이 향상되고, 모듈러 설계로 다양한 폼팩터에 적응하는 플랫폼 비즈니스도 가능해진다.
탄소중립 표준 경쟁, 지금이 주도권을 굳힐 때
글로벌 환경규제가 냉매의 지구온난화지수와 누출률을 엄격히 제한하는 흐름 속에서, 무냉매 냉각은 규제 리스크를 원천 차단하는 전략 자산이다. 소재 내재화와 소자 양산성, 열관리 설계 툴체인, 신뢰성 인증을 빠르게 표준화해 공급망을 선점하고, 하이브리드에서 풀 솔리드 스테이트 냉각으로의 전환 지점을 앞당기자. 한국이 시작한 친환경·무소음 냉각의 기술 우위를 글로벌 표준으로 고착시키며, 탄소중립형 냉각 생태계를 한국형 레퍼런스로 확장하자.