[GT] ‘복사 냉각’을 활용한 에너지 절감 기술
최근 스웨덴의 린셰핑 대학교(Linkoping University) 연구...



  • [GT] ‘복사 냉각’을 활용한 에너지 절감 기술

    By Debashree Banerjee, CELL REPORTS PHYSICAL SCIENCE, February 15, 2023, Vol.4, Iss. 2

    나무, 건물, 물, 심지어 인간을 포함한 모든 물체들은 적외선으로 열을 방출한다. 다만 각 물질들은 각기 다른 양의 적외선 열을 방출한다. 이러한 차이는 물질들의 적외선 흡수 능력, 즉 흡수율에 따라 달라지는데, 적외선 열을 잘 흡수할수록 그 물질은 적외선 열을 더 잘 방출한다.

    예를 들어, 일반적으로 흰색 종이는 적외선 열을 잘 흡수하는데, 그 반대인 배출 또한 그렇다. 반면, 금속은 흡수율과 배출율이 모두 나쁘다.

    적외선 파장 범위 내에서 빛을 투과시키는 대기의 능력 덕분에, 온도가 약 -270도인 우주 공간 내 추위는 지구에 존재하는 물질들에서 발생하는 열을 제거하는 데 사용될 수 있다.

    이러한 온도 차이로 인한 결과로, 외부로의 순 이동이 발생할 수 있는 것이다. 따라서 물질들은 수동 복사 냉각의 통해 주변 온도보다 더 낮은 온도를 얻을 수 있는 것이다.

    이러한 과학에 근거하여, 최근 스웨덴의 린셰핑 대학교(Linköping University) 연구팀은 수동 복사 냉각을 통해 열을 방출하는 정도를 전기적으로 조정함으로써 온도를 조절할 수 있음을 증명해냈다.

    이 개념은 ‘셀 리포츠 피지컬 사이언스(Cell Reports Physical Science)’ 저널에 발표되었는데, 전도성 폴리머를 사용하여 물체의 방사율(emissivity)을 전기화학적으로 조정하는 것이다.

    이러한 접근 방식이 증명됨으로써, 이제 물질과 장비를 더 진일보하게 개발할 수 있는 가능성이 열렸다. 연구팀은 장기적으로 태양 전지와 같이 지붕에 설치할 수 있는 수동 복사 냉각 시스템을 구상하고 있다. 즉, 이러한 시스템을 통해 집에서 발생하는 적외선 열복사를 제어, 필요할 때는 냉각을 유도하는 것이다.

    이 기술은 에너지 소비를 극단적으로 줄여줄 뿐만 아니라, 오염 발생 또한 최소화한다. 이밖에 다른 응용들도 가능하다. 예를 들어, 에너지 소비를 줄이면서 안락한 내부 온도를 제공하도록 설계된 벽지, 온도를 조절할 수 있는 의류 등이 그것이다.

    - CELL REPORTS PHYSICAL SCIENCE, February 15, 2023, Vol.4, Iss. 2, “Electrical Tuning of Radiative Cooling at Ambient Conditions,” by Debashree Banerjee, et al.© 2023 Elsevier B.V. All rights reserved.

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