냉매 없는 에어컨 가능할까...국내 최초 자기냉각 기술 개발

작성일 09-10

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">냉매 없이도 에어컨, 냉장고 등 작동<br>자기장만으로 열 흡수·방출 조절해<br>세계적으로 엄격해지는 냉매 규제<br>차세대 냉각 솔루션으로 주목</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="3jK80BiBTd">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="50f7ddffe00c9a5dc6d03785fe2bd79a1501dc12d7c2fa0637ac88fb493a3e7f" dmcf-pid="0A96pbnbhe" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="한국재료연구원이 냉매 없이 자기장만으로 냉각할 수 있는 기술을 국내 최초로 개발했다. [사진=한국재료연구원]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/10/mk/20250910103004414cbfa.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="FnhWEI3IWJ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/10/mk/20250910103004414cbfa.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            한국재료연구원이 냉매 없이 자기장만으로 냉각할 수 있는 기술을 국내 최초로 개발했다. [사진=한국재료연구원]
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          </figure>
          <div contents-hash="4f3c708c2949fd9dc3495086742f6b2f50253470b024a75c903baa24f0fa2fc2" dmcf-pid="pc2PUKLKhR" dmcf-ptype="general">
           여름과 에어컨은 딜레마의 관계였다. 기후위기 탓에 여름이 더워져 에어컨을 켜지만, 그럴수록 기후위기는 심해지고 여름은 더욱 더워진다. 에어컨 기술의 핵심인 냉매 가스는 오존층을 이산화탄소보다 수백 배 이상 강한 온실효과를 지닌다. 그러나 당장의 더위를 버티기 위해 어쩔 수 없이 에어컨을 켤 수밖에 없는 게 현실이다.
          </div>
          <p contents-hash="534840643bf8d4146b4dc78c4ac28933fd3a8486a4b443e564f6e7f781548317" dmcf-pid="UkVQu9o9hM" dmcf-ptype="general">이 같은 딜레마를 해결할 기술이 나왔다. 한국재료연구원 나노재료연구본부 김종우 박사팀과 재료공정연구본부 신다슬 박사팀이 국내 최초로 전주기 자기냉각 기술을 개발하는 데 성공했다. 기후위기를 일으키는 냉매 가스 없이도 냉각 효과를 낼 수 있는 기술이다.</p>
          <p contents-hash="0a78b1e014776b8dc8aac2f4968e045251121ed1fc53fe3032551e7c791cf97a" dmcf-pid="uD4MzVaVCx" dmcf-ptype="general">냉매 가스는 에어컨 내에서 액체와 기체 상태를 오가며 열을 흡수하거나 방출한다. 에어컨은 냉매 가스가 기체로 변할 때 열을 흡수하면 그만큼 실내 공간이 시원해지는 원리다.</p>
          <p contents-hash="4cfe97ca8676d2428ffe1b0dc0ba9aa219c31496199c69349c159b115b2c3988" dmcf-pid="7w8RqfNfvQ" dmcf-ptype="general">기체로 변하기 쉽고, 변하면서 열을 많이 흡수하는 가스를 냉매로 사용한다. 문제는 이들이 기후위기의 주범이라는 점이다. 기후변화센터에 따르면, 우리나라에서 냉매가 차지하는 온실가스 배출 비율이 전체의 약 9%에 달한다.</p>
          <p contents-hash="01223c105476c4f68e3917d3c89134d99a280112966bf05016e6a0da8d6095b0" dmcf-pid="zr6eB4j4lP" dmcf-ptype="general">주로 사용되는 냉매인 수소불화탄소(HFC)는 이산화탄소보다 1만 배 이상 강한 온실효과를 갖고 있다. 세계경제포럼은 2050년까지 세계 에어컨 보급 대수가 45억 대까지 늘어 이번 세기 말 지구 온도를 0.5℃ 더 상승시킬 것으로 내다봤다.</p>
          <p contents-hash="bd416e3b35149bbdeda70c2c0c71321f48b41f43b45921f08bae62dc41b30d86" dmcf-pid="qmPdb8A8C6" dmcf-ptype="general">연구진이 개발한 자기냉각 기술은 온실효과 문제 없이도 냉각이 가능하다. 자성 물질에 자기장을 걸어주면 내부 전자의 상태가 바뀌는데, 이 과정에서 물질은 열을 흡수하거나 방출한다. 이를 통해 실내 공간의 열을 빼낼 수 있다.</p>
          <p contents-hash="fad8248a3cd21837eb52099cc87eafb8b1484d4a6a657ad5e135571c837c98c1" dmcf-pid="BsQJK6c6T8" dmcf-ptype="general">자기냉각은 처음 제안된 지 100년 가까이 된 기술이다. 미국의 화학자 윌리엄 지오크는 1949년 자기냉각 연구로 노벨 화학상을 수상하기도 했다. 추후 많은 연구가 이뤄졌지만, 아직 상용화되지는 않았다. 제조 공정의 단가가 높고, 희토류가 필요해 가격 경쟁력을 확보하기 어렵기 때문이다.</p>
          <p contents-hash="e516ef288b2e19b2935ca6a960a865511b1ca9f701a510dff1912bdd9ad5c817" dmcf-pid="bOxi9PkPW4" dmcf-ptype="general">연구진은 희토류인 란타넘계(원자번호 57번~71번) 합금과 비희토류인 망간계 합금을 합성해 판재와 세선 와이어(가느다란 철사)를 만들었다. 판재에 자기장을 쬐면 열의 흡수와 방출이 일어나고, 세선 와이어를 이용해 전체 모듈을 만들 수 있다. 비희토류를 사용한 덕에 단가는 낮아졌다.</p>
          <p contents-hash="70603a47ffa13f07417baea667f2485651745cfd84c95081d27650067293e7be" dmcf-pid="KIMn2QEQCf" dmcf-ptype="general">또한 국내 최초로 자기냉각 소재와 부품의 단열온도 변화를 직접 측정할 수 있는 장비를 개발했다. 이를 통해 공정별 특성 차이를 정량적으로 검증하고 최적화된 개발을 할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="ec5ded242e9b21facbcfb4e0dd82eaff9ad3641bd0b4ea8d2efd8f21a5b4e48d" dmcf-pid="9CRLVxDxhV" dmcf-ptype="general">자기냉각 기술을 이용하면 냉매를 쓰지 않고도 에어컨이나 냉장고 등 냉각 장비들을 사용할 수 있게 된다. 주기적으로 냉매를 충전할 필요도 사라진다.</p>
          <p contents-hash="bed31245b3093ff191c9728b5f78eb993cf57759e9cf3ec240ad5f1b65f8f95a" dmcf-pid="2heofMwMT2" dmcf-ptype="general">신다슬 선임연구원은 “이 분야에서 앞서나가는 독일은 자기냉각의 냉각 효율이 냉매 가스와 비슷하거나 그 이상”이라며 “이번 연구가 자기냉각 시장에 참여할 계기가 될 것”이라고 말했다.</p>
          <p contents-hash="4c887f8133339ca3419b35d9e267ad53a87900f97aaa758425e00cabe73397f8" dmcf-pid="Vldg4RrRh9" dmcf-ptype="general">세계적으로 기후위기를 막기 위한 규제가 강화되면서, 냉매 규제도 점차 엄격해지고 있다. 몬트리올 의정서에 따라 2030년 이후에는 주요 냉매 가스의 생산과 사용이 전면 금지될 예정이다. 이에 따라 자기냉각 기술은 차세대 핵심 냉각 솔루션으로 자리잡고 있다.</p>
         </section> 
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