"투명성·에너지 효율 동시에 잡는다" 포스텍·고려대 공동연구팀, 복사 냉각 소재 개발

  • 김기태
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  • 입력 2021-07-05   |  발행일 2021-07-07 제25면   |  수정 2021-07-07 08:11
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태양 빛에 투명한 복사 소재를 개발한 포스텍 연구팀. 왼쪽부터 노준석교수, 김민경씨, 이다솔 박사.<포스텍 제공>

태양 빛을 반사하거나 투과 시켜 에너지 효율성을 높이는 소재가 국내 연구팀에 의해 개발됐다.


포스텍은 5일 포스텍 기계공학·화학공학과 노준석 교수와 통합과정 김민경 씨·이다솔 박사, 고려대 신소재공학과 이헌 교수·손수민 씨 공동연구팀이 가시광 빛은 투과하며, 근적외선 빛을 반사하고 파장 8~13㎛(마이크로미터) 구간에서 열을 방사하는 투명 복사 냉각 소재를 개발했다고 밝혔다.


복사 냉각 기술은 물체가 태양으로부터 에너지를 적게 받고 복사열을 방출해 온도를 낮추는 기술이다.


지금까지 개발된 복사 냉각 소재는 태양광의 모든 빛을 투과하는 투명 방사 소재 또는 태양광의 모든 빛을 반사하는 불투명 소재로 제한돼 있다.

 

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태양 빛에 투명한 복사 냉각체 모식도.<포스텍 제공>

소재의 투명성은 복사 냉각을 실생활에 응용을 위한 중요한 특성이다. 하지만 투명한 시스템에서 투과한 빛은 내부에 갇혀 오히려 온도를 올리게 된다.

 


연구팀은 이 같은 문제 대안으로 투명 복사 냉각 소재에 착안했다.
빛의 특성을 이용해 가시광은 투과하면서 근적외선은 반사하고 중적외선은 방사할 수 있는 소재를 제시한 것이다.


연구팀이 개발한 투명 복사 냉각 소재는 근적외선의 빛을 선택적으로 반사해 투명성과 복사냉각 특성을 모두 가진다.


야외 옥상 실험 결과, 흡수율이 높은 챔버의 내부 온도를 14.4℃ 낮추고, 페인트를 발랐을 때도 소재 자체의 온도를 10.1℃ 낮췄다.


노준석 포스텍 교수는 "개발한 복사 냉각 소재는 투명성을 유지해야 하는 건물이나 전망대의 창문 또는 놀이기구 등 탈 것의 창문으로 활용할 수 있다"며 "이 소재에 페인트를 발랐을 때도 냉각 효과를 유지하기 때문에 다양한 색을 연출할 수도 있다"고 말했다.


이번 연구는 광학 분야 국제 과학 저널인 '어드밴스드 옵티컬 머터리얼즈(Advanced Optical Materials)' 최신 호 표지논문(front cover)으로 선정됐다.


김기태기자 ktk@yeongnam.com

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