2026년 떠오르는 10대 기술 (3) "수동 복사 냉각 소재"
- 기술 / 문광주 기자 / 2026-07-04 10:42:40
3분 읽기
- 자가 냉각 페인트는 동일한 원리를 전력망 및 건물 구성 요소에 적용해 열이 성능을 제한하는 시스템에서 표면 온도를 주변 온도보다 최대 15도까지 낮춘다.
- 빛의 파장 크기에서 거울처럼 작용하는 미세한 공기 방울을 이용해 들어오는 햇빛의 95% 이상을 열로 변환되기 전에 산란시켜
미국의 도시 열섬 현상은 이제 낮 동안 주변 교외 지역보다 평균 0.5~4.0°C 더 따뜻하다. 이러한 열을 조절하기 위해 사용되는 냉방 시스템은 오히려 열섬 현상을 심화시키고 전력 수요 증가에도 크게 기여한다. 대기는 대부분의 적외선을 차단하지만, 좁은 범위의 적외선 파장은 통과시켜 깊은 우주로 보낼 수 있다.
수동 복사 냉각 소재는 바로 이 범위의 열을 방출하도록 설계되어 전기를 사용하지 않고도 표면을 냉각할 수 있다. 또한, 빛의 파장 크기에서 거울처럼 작용하는 미세한 공기 방울을 이용하여 들어오는 햇빛의 95% 이상을 열로 변환되기 전에 산란시킨다.
이러한 두 가지 기능을 모두 수행하는 표면은 얻는 에너지보다 잃는 에너지가 더 많아져 전력 소비 없이 주변 공기 온도보다 낮아진다. 이러한 특성은 페인트, 지붕 타일, 창문 필름, 고강도 직물 등에 적용되어 신축 건물에 사용하거나 기존 건물에 개조하여 사용할 수 있다.
이처럼 다양한 응용 분야 덕분에 세계 최대 건축 시장 두 곳에서는 복사열 냉방 기술을 법제화했다. 캘리포니아 에너지 코드는 대부분의 상업용 건물과 고층 건물에 냉각 지붕 자재 사용을 의무화하고 있으며, 중국의 이중 탄소 정책은 이 기술을 국가 친환경 건축 기준에 포함시켰다. 이러한 규제 압력으로 아르케마(Arkema)와 솔베이(Solvay) 같은 화학 대기업들이 공급망에 참여하게 되었고, 제조 공정도 복잡한 실험실 공정에서 표준 산업용 코팅 및 필름 생산으로 전환되었다. 복사열 냉방 페인트는 평방미터당 약 6달러 정도이며, 3M과 스카이쿨(SkyCool)은 식료품점과 소매점에서 15~20%의 에너지 절감 효과를 보고했다.
이 원리는 전력 인프라에도 적용되고 있다. 영국에서는 AssetCool이 전력 케이블용 코팅을 개발하여 케이블을 충분히 냉각시켜 기존 인프라를 통해 약 30% 더 많은 전력을 전송할 수 있도록 했다.
이는 새로운 전선이나 추가 에너지 사용 없이 용량을 증가시키는 것이다. SRI International의 자가 냉각 페인트는 동일한 원리를 전력망 및 건물 구성 요소에 적용해 열이 성능을 제한하는 시스템에서 표면 온도를 주변 온도보다 최대 15도까지 낮춘다. 오사카 가스의 자회사인 SPACECOOL은 햇빛의 95%를 반사하고 동일한 양의 열을 우주로 방출하는 필름을 개발했다. 이 필름은 현재 선박 컨테이너와 에너지 배전반에 적용되고 있다.
- 자가 냉각 페인트는 동일한 원리를 전력망 및 건물 구성 요소에 적용해 열이 성능을 제한하는 시스템에서 표면 온도를 주변 온도보다 최대 15도까지 낮춘다.
- 빛의 파장 크기에서 거울처럼 작용하는 미세한 공기 방울을 이용해 들어오는 햇빛의 95% 이상을 열로 변환되기 전에 산란시켜
수동 복사 냉각 소재"더 나은 건축 환경을 위한 무에너지 냉각"
햇볕이 쨍쨍한 오후, 번잡한 도심 지역에서는 뜨거운 열기가 발밑의 콘크리트와 그 너머의 아스팔트에 스며든다. 거리의 기하학적 구조는 이 열기를 날려 보내는 데 도움이 될 수 있는 바람의 흐름을 늦추고, 모든 건물에서 가동되는 에어컨은 더 많은 열을 바깥으로 내보낸다. 그리고 그 열은 바깥에 축적된다.
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| ▲ 수동 복사 냉각 소재 : 더 나은 건축 환경을 위한 무에너지 냉각 |
미국의 도시 열섬 현상은 이제 낮 동안 주변 교외 지역보다 평균 0.5~4.0°C 더 따뜻하다. 이러한 열을 조절하기 위해 사용되는 냉방 시스템은 오히려 열섬 현상을 심화시키고 전력 수요 증가에도 크게 기여한다. 대기는 대부분의 적외선을 차단하지만, 좁은 범위의 적외선 파장은 통과시켜 깊은 우주로 보낼 수 있다.
수동 복사 냉각 소재는 바로 이 범위의 열을 방출하도록 설계되어 전기를 사용하지 않고도 표면을 냉각할 수 있다. 또한, 빛의 파장 크기에서 거울처럼 작용하는 미세한 공기 방울을 이용하여 들어오는 햇빛의 95% 이상을 열로 변환되기 전에 산란시킨다.
이러한 두 가지 기능을 모두 수행하는 표면은 얻는 에너지보다 잃는 에너지가 더 많아져 전력 소비 없이 주변 공기 온도보다 낮아진다. 이러한 특성은 페인트, 지붕 타일, 창문 필름, 고강도 직물 등에 적용되어 신축 건물에 사용하거나 기존 건물에 개조하여 사용할 수 있다.
이처럼 다양한 응용 분야 덕분에 세계 최대 건축 시장 두 곳에서는 복사열 냉방 기술을 법제화했다. 캘리포니아 에너지 코드는 대부분의 상업용 건물과 고층 건물에 냉각 지붕 자재 사용을 의무화하고 있으며, 중국의 이중 탄소 정책은 이 기술을 국가 친환경 건축 기준에 포함시켰다. 이러한 규제 압력으로 아르케마(Arkema)와 솔베이(Solvay) 같은 화학 대기업들이 공급망에 참여하게 되었고, 제조 공정도 복잡한 실험실 공정에서 표준 산업용 코팅 및 필름 생산으로 전환되었다. 복사열 냉방 페인트는 평방미터당 약 6달러 정도이며, 3M과 스카이쿨(SkyCool)은 식료품점과 소매점에서 15~20%의 에너지 절감 효과를 보고했다.
이 원리는 전력 인프라에도 적용되고 있다. 영국에서는 AssetCool이 전력 케이블용 코팅을 개발하여 케이블을 충분히 냉각시켜 기존 인프라를 통해 약 30% 더 많은 전력을 전송할 수 있도록 했다.
이는 새로운 전선이나 추가 에너지 사용 없이 용량을 증가시키는 것이다. SRI International의 자가 냉각 페인트는 동일한 원리를 전력망 및 건물 구성 요소에 적용해 열이 성능을 제한하는 시스템에서 표면 온도를 주변 온도보다 최대 15도까지 낮춘다. 오사카 가스의 자회사인 SPACECOOL은 햇빛의 95%를 반사하고 동일한 양의 열을 우주로 방출하는 필름을 개발했다. 이 필름은 현재 선박 컨테이너와 에너지 배전반에 적용되고 있다.
아니쉬 투크랄(Anish Thukral;Research Scientist III, SRI International)은 “전자 장치의 수명은 온도에 따라 달라지는데, 일반적으로 온도가 10°C 상승하면 수명이 절반으로 줄어든다. 따라서 온도를 최대한 낮게 유지하는 것이 중요한 목표였다. 능동 냉각 방식을 도입할 수도 있었지만, 추가적인 전자 장치가 필요하고 유지 보수 및 수리 비용이 증가할 수 있었다. 따라서 간단한 수동 냉각 솔루션을 찾는 것이 최선의 선택이었다”고 말했다.
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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