머지않아 냉매가 없는 냉장고와 에어컨이 등장할 전망이다. 삼성전자가 냉매가 필요없는 차세대 친환경 냉각기술을 확보했기 때문이다.
삼성전자는 미국 존스홉킨스대학 응용물리학연구소와 산학협력을 통해 '차세대 펠티어 냉각 기술'을 개발하는데 성공했다고 28일 밝혔다. 펠티어 냉각은 펠티어 반도체 소자에 전기를 가하면 한쪽 면은 차가워지고 다른 면은 뜨거워지는 특성을 활용한 기술로, 냉매를 사용하지 않기 때문에 친환경·비화학적 차세대 냉각 기술로 주목받고 있다.
연구팀은 세계 최초로 나노공학 기술을 활용해 '고효율 박막 펠티어 반도체 소자'를 개발하고, 이를 활용한 고효율 펠티어 냉장고를 제작하는 실증까지 성공했다. 삼성전자는 "새 소자가 적용된 펠티어 냉장고는 기존 증기압축 방식 냉장고의 냉장 효율을 능가하면서도 냉매는 필요없는 차세대 냉장고의 상용화 가능성을 제시했다"고 설명했다.
또 연구팀은 고효율 냉각 상용화를 위해 기존과 완전히 다른 반도체 박막 증착 방식의 생산 공정을 도입했다. 그 결과, 기존 대비 냉각 효율을 약 75% 향상시킴과 동시에 소형화·경량화도 달성했다.
뿐만 아니라 새롭게 개발된 펠티어 소자는 자원 효율성과 양산성 측면에서도 강점이 입증됐다. 새로운 생산 공정이 적용되면서 소자 개발에 사용되는 펠티어 소재가 기존 대비 약 1000분의 1 수준에 불과해 경제성과 친환경성이 획기적으로 개선됐다.
삼성전자 측은 "펠티어 냉각 기술은 냉각 속도와 온도를 정확히 맞출 수 있어 가전 제품 외에도 반도체, 의료기기, 전장, 데이터센터 등 다양한 산업 분야에서 활용이 가능하다"며 "앞으로도 미래를 선도할 혁신 기술 연구를 지속할 계획"이라고 말했다.
이번 연구에 대한 결과를 담은 논문은 세계적인 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 지난 21일 게재됐다.
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