 |
24시간 발전 가능한 생분해성 유연·신축 온도 제어시스템 개략도. |
[대학저널 온종림 기자] 고려대학교 KU-KIST 융합대학원 황석원 교수와 광주과학기술원 송영민 교수 연구팀은 얼룩말 모사 패턴으로 온도를 제어하고, 이를 열전 현상에 의해 전기로 변환하는 생분해성 발전 시스템을 개발했다.
수동 복사 냉각은 태양광은 강하게 반사시키고, 열은 전자기파의 형태로 우주 공간으로 방출시켜서, 외부전원의 공급 없이 물체의 온도를 낮추는 기술이다. 이를 열에너지와 전기에너지를 상호 변환할 수 있는 열전 소자와 결합하면 복사 냉각으로 낮춰진 온도를 이용해 전기를 생산할 수 있다.
연구팀은 환경적·경제적으로 지속가능한 생분해성 소재를 기반으로 복사 냉각 기술을 구현하고, 변형 가능한 형태로 설계된 열전 소자와 결합시켜서, 24시간 발전이 가능한 유연·신축 온도 제어시스템을 개발하는데 성공했다.
연구팀은 얼룩말 무늬를 모사해 태양광을 잘 흡수하고 전자기파를 잘 반사시킬 수 있는 가열 소재를 설계된 냉각 필름 위에 패턴화해 복사 냉각-가열되는 영역간 온도 차를 최대 22도 형성할 수 있었다.
기존의 수직방향의 온도 차 형성을 위한 단단하고 복잡한 시스템과는 달리, 유연·신축 가능한 소재와 구조를 사용함으로써 수평방향의 온도 차를 다양한 변형 하에서도 형성시킬 수 있도록 했다.
황 교수는 “이번 연구 결과는 그동안의 기술로는 구현하지 못했던 생분해성·탄성 복사 냉각 기술과 수평 방향 온도 제어 기반의 유연성·신축성을 갖는 발전시스템을 제작한 것으로, 친환경 섬유에 적용되거나 다양한 에너지 기술 및 스마트 그리드 기술과 결합되어 지속가능한 차세대 신재생 에너지원으로써 활용될 것”이라고 밝혔다.
이번 연구 결과는 세계적 학술지 ‘사이언스 어드밴스(IF=14.957)’ 2일자 온라인 게재됐다.
[ⓒ 대학저널. 무단전재-재배포 금지]
