가스냉매 없는 ‘친환경 자기냉각 기술’ 개발

재료연구원 김종우·신다슬 박사팀 국내 첫 소재·부품·모듈 전주기 개발 조직 정밀 제어로 효율·신뢰성 향상

김종우 박사

김종우 박사

신다슬 박사

신다슬 박사

한국재료연구원(KIMS)은 가스 냉매가 일으키는 환경 문제를 해소하는 ‘친환경 고체냉매 기반 자기냉각(Magneto-caloric Cooling) 기술’을 개발했다고 9일 밝혔다.

한국재료연구원 나노재료연구본부 김종우 박사팀(책임연구원), 재료공정연구본부 신다슬 박사팀이 국내 최초로 소재-부품-모듈 전주기 자기냉각 기술을 개발했다.

이 기술은 가스 냉매를 사용하지 않고, 인가 자기장(자기냉각 소재에 가해지는 자기장)에 의해 냉매 온도가 변하는 자기 열량 효과를 이용해 고체 상태에서도 냉각을 구현한다.

La계(란타넘) 합금과 Mn계(망간) 합금 등의 다양한 자기냉각 소재를 합성해 열간압연·냉간인발·마이크로 채널 가공 과정을 거쳐, 판재 및 세선 와이어 형태의 시편을 제작했다. 해당 공정으로 소재의 미세조직을 정밀하게 제어할 수 있어 냉각 효율과 신뢰성을 높였다.

연구팀은 몬트리올 의정서에 근거해 2030년 이후 국제적으로 가스 냉매 생산·사용이 전면 금지될 예정이어서 가스 냉매를 대체하는 친환경 냉각기술 개발이 차세대 냉각 솔루션으로 자리 잡고 있다고 강조했다.

김종우 책임연구원은 “해당 기술이 상용화되면 기존 가스 냉매 기반 냉각기의 한계를 넘어 친환경적이면서 안정적인 냉각 설루션을 제공할 수 있다”고 의미를 부여했다. 신다슬 선임연구원은 “기술을 더 고도화해 국내 산업 생태계 조성과 글로벌 시장 진출에도 기여할 것”이라고 말했다.

이번 연구는 한국재료연구원의 기본사업과 국가과학기술연구회 창의형 융합연구사업의 지원으로 수행됐다. 또한 연구 결과는 세계적인 학술지인 레어메탈스에 2025년 5월 게재됐으며, 연구팀은 자기냉각 평가 시스템 관련 국내 특허 등록을 완료하고 미국 특허를 출원했다.

정민주 기자 joo@knnews.co.kr