연구성과

기계/화공 노준석 교수팀, 친환경 쿨링 시스템 ‘복사 냉각 기술’ 상용화를 위한 교과서

2024-02-16 638

[노준석 교수팀, 지속가능한 복사 냉각 기술 총망라 리뷰 논문 보고]

복사 냉각 기술은 물체가 외부로 복사열을 내보내 온도를 낮추는 기술이다. 자연적인 열 방출 원리를 사용해 에너지를 절약하는 친환경 에너지 기술로 최근 이 기술을 적용한 자동차 외장재와 페인트, 필름 등 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 기술 상용화를 위해 아직 해결해야 할 과제가 많이 남아 있다.

기계공학과 · 화학공학과 노준석 교수, 인공지능대학원 소순애 연구원(現 고려대 전자기계융합공학과 교수), 기계공학과 통합과정 윤주영 · 고병수 · 이다솔(現 연세대 의공학부 교수) 씨 연구팀은 친환경 에너지 기술인 복사 냉각의 기본 원리부터 생산 기술, 응용 분야, 최근 연구 동향 등을 담은 리뷰 논문을 국제 학술지인 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 보고했다.

연구팀은 논문에서 기본 원리와 설계 전략 등은 물론 제작 비용과 스마트 기능, 외관, 호환성 등을 모두 고려한 최근 연구 동향과 발전 수준에 대해 논의한다. 최근 복사 냉각 기술 연구는 단순히 냉각 효과를 높이는 것을 넘어 실용적인 응용과 다른 열 관리 시스템과의 통합으로 나아가고 있다. 냉각 효과를 높이기 위해 복사 냉각과 증발 냉각을 모두 사용한 하이브리드(hybrid) 냉각 시스템과 건물과 자동차 외장재로 사용되는 경우 심미성까지 고려한 컬러 또는 투명 냉각 시스템 연구도 활발하게 진행되고 있다.

이어, 연구팀은 기술 상용화를 위한 과제들도 언급했다. 현재 사용 중인 냉각 시스템 대부분 호환이 가능한 특정 재료만 사용할 수 있으며, 인체와 자연에 유해한 화학 물질 등을 배출해 환경 문제를 일으킨다. 따라서, 냉각기 제조에 최적화된 재료를 찾아야 함은 물론 친환경적이고 안전한 공정 기술이 중요하다.

또, 연구팀은 복사 냉각 시스템이 공기 중 수증기에 매우 민감하기 때문에 습도가 높은 환경에서도 잘 작동하도록 보완이 필요하며, 전반적인 품질과 성능, 안전에 대한 구체적인 표준과 규정을 수립해야 한다고 말한다. 특히, 복사 냉각 시스템을 건물과 냉각 네트워크 등 기존 인프라에 통합할 수 있는 효과적인 전략을 통해 기술의 이점을 극대화해야 한다고 강조했다.


노준석 교수는 “이번 논문이 나노 기술과 광학, 에너지 등 여러 분야에서 복사 냉각을 연구하는 학자들에게 영감을 주고, 친환경적인 이 기술을 실제로 산업 현장에 적용하는 데 큰 도움이 되기를 바란다”는 기대를 전했다.

한편, 이 연구는 POSCO 산학연 융합연구소사업, 과학기술정보통신부 나노소재기술개발사업, 미래소재디스커버리사업, 미래유망융합기술파이오니아사업, RLRC지역선도선도연구센터사업 등의 지원으로 수행됐다.

DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202305067