주변 온도따라 액체·고체 변하며 열 흡수·방출하는 '상변화물질'
실제 적용 시 생기는 고질적 문제 해결… "제로에너지 건물에 활용"
국내 연구진이 외부에서 들어오는 열을 막아 실내 온도를 섭씨 2.5도 만큼 낮춰주는 건물 외벽 소재를 개발했다.
강상우 한국과학기술연구원(KIST) 국가기반기술연구본부 박사 연구팀은 상변화물질(PCM)을 건물벽에 적용해 열 침투를 줄이는 데 성공했다고 8일 밝혔다.
PCM은 주변 온도가 올라가면 액체로 바뀌어 열을 흡수하고, 낮아지면 다시 고체로 바뀌어 열을 방출하는 재료다. 양초의 원료인 파라핀 오일 등이 대표적이다.
PCM을 건물 외벽에 적용하면 단열 효과를 높일 수 있다. 하지만 실제 건물에 적용하면 건물 위층의 PCM이 먼저 녹아내리고 결국 열이 위층을 통해 실내로 들어오게 된다.
연구팀은 PCM에 기포(공기방울)를 넣어 문제를 해결했다. PCM이 열을 흡수해 액체가 되거나, 방출해 고체가 되는 동안 기포가 액체 PCM 내부를 골고루 순환한다. 건물 대신 구성한 장치들로 모의 실험을 해본 결과, 장치 위·아래의 PCM이 골고루 녹게 돼 제기능을 할 수 있다.
강 박사는 "건물 벽에 단열재와 함께 활용되어 열침투 경감 성능을 높이고 제로에너지 건물의 외벽 소재로도 활용될 수 있다"며 "냉난방 에너지 절감에 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.
연구성과는 에너지 분야 학술지 ‘에너지 컨버전 앤드 매니지먼트(Energy Conversion and Management)’ 최신호에 게재됐다.