계절에 따라 色 변하는 '스마트 창문'

에너지 전문가들은 건물에 붙어 있는 창을 빛이 오고 가는 통로가 아닌 에너지가 새는 구멍으로 본다. 미국의 경우, 건물의 냉·난방에 사용되는 에너지의 30%가 창에서 손실된다고 전문가들은 추정한다.

여름철에는 너무 많은 빛이 들어 와서 에어컨 가동을 높여야 하며, 겨울에는 빛이 적어서 많은 난방 비용이 들어간다. 이렇게 생긴 에너지 손실 비용이 미국에서 40억달러(약 4.8조원)로 추정된다. 계절에 따라 자동으로 창문의 색이 변한다면 막대한 에너지 비용을 절감할 수 있다.

미국 재생에너지연구소(NREL· National Renewable Energy Laboratory)는 앤 딜런(Dillon) 연구원팀이 온도에 따라 색상이 변하는 '스마트 창문(smart window)'을 개발했다고 지난달 22일 발표했다.

연구진은 창문의 양끝에 산화니켈과 산화텅스텐으로 각각 구성된 전극을 달았다. 연구진은 두 겹의 창문 사이에 전해질 용액을 채웠다. 전해질 용액은 전압의 세기에 따라 색이 달라진다.

전압을 걸기 전의 액체 전해질은 검은색이다. 주위의 온도가 일정 이상 올라가면 두 전극 사이에 전압이 걸리도록 창문에 센서를 부착했다. 전극 사이에 전압이 걸리면 산화니켈에서 리튬 이온이 다량으로 분출된다. 리튬 이온이 전해질 용액의 물성을 변화시켜 전해질의 색이 반투명 정도로 변한다.

온도가 내려가면 전압이 낮아진다. 전압이 줄면 전해질의 리튬 이온이 적어지고, 전해질은 다시 검게 변한다. 딜런 연구원은 "창문이 검은색에서 반투명으로 변하면서 빛을 흡수하는 비율이 80%에서 30%로 낮아졌다"며 "액체 전해질 대신 고체 전해질로 동일한 효과를 얻기 위해 추가 연구 중"이라고 말했다.