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[이슈]구리 기반 광투과율 접목 스마트 윈도 소재 발견

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사진= 클립아트코리아
[글로벌메이커스 이지숙 기자] 햇볕이 너무 강하게 내리 쬐 눈이 불편한 날, 우리는 커튼을 친다. 또 날이 적당히 흐려지면 커텐을 다시 걷는다. 이러한 행위에는 상당히 많은 불편함이 따르며, 창의 크기가 건물 전체를 좌우하는 커다란 건물의 경우에는 열 손실이나 에너지 낭비도 상당하다.

앞으로는 이러한 생활 속 불편함이 크게 개선될 것으로 보인다. 창문 스스로가 햇볕이 강할 때는 밝기를 어둡게 조절하고, 또 흐린 날에는 저절로 밝아지는 기능을 갖추게 될 수 있다는 연구 결과가 나왔기 때문이다.

포항공대(포스텍) 연구팀은 햇볕의 투과율을 스스로 조절할 수 있는 스마트 윈도 구현이 가능한 신소재를 발견했다고 지난 8일 밝혔다.

포항공대 신소재공학과 이동화 교수, 이준호 박사 연구팀이 이뤄낸 성과다. 제일원리 계산으로 온도조절이 용이한 구리(Cu) 바탕의 페로브스카이트 물질이 높은 광 투과율을 갖는 신소재로 사용될 수 있다는 사실을 제시한 것.

사실 스마트 윈도우 기술은 국내뿐 아니라 전 세계적으로 가장 주목 받고 있는 신소재 개발 분야다. 건물은 보통 국가 연간 에너지 소비의 약 40%를 좌우한다. 창호를 통한 원하지 않는 태양열 흡수와 겨울철 열 손실은 전기사용을 증가시켜 크나큰 경제적 손실뿐만 아니라 온실가스 방출의 주범이 된다.

게다가 주거환경이 열악한 도시 노인층의 폭염 사망은 지속적으로 증가해 사회적인 문제로도 여겨지고 있는데, 스마트 윈도의 구현은 이러한 문제를 상당부분 해결할 수 있을 전망이다.

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포항공대에서 발표한 스마트윈도 소재는 금속-절연체 상전이 물질이다. 온도나 압력 등, 일정한 조건에 따라 모습을 바뀌는 것으로, 햇볕이 강하게 내리쬐는 높은 온도에서는 낮은 투과율로, 낮은 온도에서는 높은 투과율을 가진 절연체로 존재한다.

현재까지 스마트 윈도용으로 사용되고 있는 이산화바나듐은 상전이 온도가 지나치게 높고, 절연체 상태에서는 광 튜과율이 다소 낮은 편에 속했기 때문에 큰 에너지 절감 효율을 기대할 수는 없었다.

하지만 구리 기반의 페로브스카이트는 상전이 온도 조절이 쉽고, 낮은 온도에서 절연체 기능이 뛰어나 좀 더 높은 에너지 절감 효율을 기대할 수 있다.

해당 연구가 안정적으로 상용화 된다면, 건물의 에너지 효율 향상을 위한 분명한 대책이 될 것으로 기대되며, 상당한 에너지가 절감되면서 생활수준과 쾌적성 향상에도 극적인 변화를 불러올 것으로 보인다.

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