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왼쪽부터 이승우 교수, 조용덕 박사후연구원.

[대학저널 이선용 기자] 고려대학교 KU-KIST 융합대학원 겸 융합에너지공학과 이승우 교수 연구팀이 차량 유리와 태양전지 표면 보호 유리에 적용할 수 있는 투명 복사냉각 필름을 개발했다.

이번 연구 성과는 에너지·재료 분야의 세계적인 학술지 ‘Advanced Functional Materials(IF=19)’ 온라인에 7월 9일 게재됐다.

복사냉각은 기계적 냉방 장치 없이도 열을 우주로 방출할 수 있는 차세대 열관리 기술이다. 이승우 교수 연구팀은 이 원리를 적용해, 빛은 그대로 투과시키면서도 대기층을 통과하는 특정 파장 영역에서 열을 효과적으로 방출하는 투명 필름을 구현했다.

이를 위해 연구팀은 실리카 나노입자를 고분자 안에 격자 구조로 정렬하고 그 위에 투명한 층을 쌓는 설계법을 적용했다. 이렇게 만든 소재를 잉크처럼 만들어 코팅한 뒤, 자외선으로 굳혀 필름을 제작했으며, 이 방식을 활용하면 복잡한 미세 공정 없이도 필름의 대면적·대량 생산이 가능함을 확인했다.

나아가 입자 크기와 밀도를 조절해 투명 필름은 물론 색을 띤 필름까지 구현했으며, 색을 입혀도 성능 저하가 발생하지 않아 심미성과 기능성을 동시에 확보했다. 

 

(상) 야외에서 투명 복사냉각 필름 적용 예시, (좌하) 규칙적으로 자가조립된 실리카 입자의 오팔 격자 구조, (우하) 색이 존재하는 투명 복사냉각 필름.

실제로 필름을 태양전지에 부착한 결과, 태양전지의 표면 온도가 약 5.77℃ 낮아지고, 전력변환효율이 약 2% 향상되는 것으로 나타났다. 이를 통해 연구팀은 투명 복사냉각 필름이 온도 저감과 태양전지 성능 개선에 기여할 수 있음을 실증했다.

이승우 교수는 “이번 연구는 투명 복사냉각 필름의 실용성과 응용 가능성을 보여준 성과”라며 “자동차, 건축, 태양광 발전 등 다양한 분야로 확장될 수 있는 새로운 냉각 소재의 가능성을 열었다”고 말했다.

 

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