"땡볕에 차량 과열 막는다" 연구재단, 투명 냉각 필름 개발

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 여름철 햇빛으로 급격히 올라가는 차량 내부 열기를 외부로 방출하는 '투명 복사냉각 필름' 기술이 개발됐다.

한국연구재단은 서울대학교 고승환 교수가 MIT 강 첸(Gang Chen) 교수, 현대차·기아 등과 손잡고 차량 유리에 적용해 내부 온도를 낮출 수 있는 대면적 투명 복사냉각(STRCg) 필름을 설계·제작하고 성능검증까지 마쳤다고 11일 밝혔다.

이 기술은 다양한 국가와 계절, 주차 및 주행 조건에서의 실제 차량 실험을 통해 여름철 실내 온도를 최대 6.1도 낮추고 냉방 에너지를 20% 이상 절감하는 효과가 확인돼 이른 시일내 상용화 가능성이 크다.

여름철 태양 복사에 노출된 차량은 실내 온도가 빠르게 상승해 막대한 냉방에너지를 소비한다. 기존 차량용 로이(Low-E) 코팅이나 틴팅 필름은 태양 빛의 유입을 일부 차단할 뿐 이미 실내에 축적된 열을 외부로 효과적으로 방출하지 못해 냉각 효과에 한계가 있다.

이를 해결할 대안으로 주목받는 복사냉각 기술은 입사되는 태양광 에너지를 차단하는 동시에 내부 열기까지 외부로 배출해 전력 없이도 실내를 냉각시킬 수 있는 획기적인 기술이다. 하지만 현재 개발된 대부분의 복사냉각 소재들은 불투명해 정작 열 유입이 가장 많은 자동차 유리창에는 적용하기 어려웠다.

이번에 공동 연구팀은 가시광 투과율 70% 이상을 유지하면서도 태양 근적외선을 반사하고 중적외선 영역에서 차량 내부 열을 외부로 방출하는 다층구조의 대면적 투명 복사냉각 필름을 개발했다.

이 필름은 전기에너지를 소비하지 않고 차량실내 온도 상승을 억제하고 열쾌적성 도달시간을 단축시켜 전기자동차의 전기소모를 최소화할 수 있다.

연구팀이 개발된 기술을 한국, 미국, 파키스탄 등 서로 다른 기후지역에서 여름과 겨울, 주차 및 주행 조건 등 여런 변화된 환경시험을 수행한 결과, 대면적 투명 복사냉각 필름을 적용한 차량은 모든 조건에서 일관되게 실내 온도가 낮게 유지됨이 확인됐다.

여름철 주차 조건에서는 실내 공기 온도를 최대 6.1도 감소시키고 냉방 에너지 소비는 20% 이상 절감 효과가 증명됐다.

또한 실차 데이터를 반영한 시뮬레이션 결과, 에어컨 작동 후 쾌적 상태에 도달하는 시간이 17분 단축되는 것으로 나타났다.

연구진은 이 기술을 미국 전체 승용차에 적용할 경우 연간 약 2540만t의 이산화탄소 배출저감 효과가 있으며 이는 도로 위 차량 약 500만대를 제거하는 것과 동등한 효과라고 설명했다.

이번 연구과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 글로벌리더연구사업의 지원으로 수행됐으며 에너지·환경 분야 국제 저명학술지 '에너지 앤드 인바이런멘탈 사이언스(Energy & Environmental Science)' 온라인판에 지난 4일 게재됐다.

제1저자인 서울대 이민재 연구원은 "이번 연구는 실험실 검증에 머무르지 않고 서로 다른 국가와 계절, 운행조건을 고려해 실제 차량으로 검증했다는 점에서 의미가 크다"고 말했고 고승환 교수는 "투명 복사냉각 기술이 실제 차량 환경에서도 적용 가능함을 실증적으로 보여준 첫 사례"라고 밝혔다.


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