전기차 발열 해결 신소재, 수동 복사냉각 소재란?

 

[관련기사] 중앙대, 전기차 발열문제 해결 신소재 개발 - 중앙일보

기사요약

중앙대학교와 한국화학연구원 연구팀이 수송기기 랩핑 필름용 새로운 수동형 복사냉각 소재를 개발했다. 수동형 복사냉각 소재는 외부 전원 공급 없이도 열을 방사하고 햇빛을 반사하여 물체의 표면 온도를 냉각시키는 소재로 운송 장비, 건물 및 배터리의 전력 소비를 줄이는 방법으로 주목받고 있다. 연구팀은 이미 교통기기용 랩핑 필름으로 널리 사용되고 있는 소재인 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 활용해 간단한 공정을 통해 효율적인 태양광 반사와 적외선 복사가 가능한 바이모달 구조의 다공성 TPU 필름을 설계했다. 신소재는 탄성이 높고 유연성이 좋아 복잡한 형상의 물체에도 쉽게 적용할 수 있으며, 시판 냉각 도료 대비 8.76℃ 이상 냉각시켜 우수한 성능을 보인 것을 확인했다. 이 소재는 건물, 교통기기, 태양전지 웨어러블 기기 등 다양한 분야에 적용할 수 있다. 전기차 등 운송기기의 열 문제를 에너지를 사용하지 않고도 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구는 산업통상자원부가 주관하는 산업연계형 저탄소 공정전환 핵심기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.

수동 복사냉각 소재란?

수동 복사냉각 소재(Passive Radiant Cooling Material)은 에어컨과 같은 기계 시스템을 사용하지 않고 건물을 냉각할 수 있는 건축 자재 유형입니다. 그것은 태양의 적외선을 대기 중으로 더 많이 반사하여 건물이 흡수하는 열의 양을 줄이는 방식으로 작동합니다. 이는 건물의 외부 또는 지붕에 특수 코팅 또는 반사 표면을 사용하여 달성할 수 있습니다. 패시브 복사 냉각 재료는 다른 재료로 만들 수 있지만 예를 들어 반사 지붕 멤브레인, 복사 장벽, 열가소성 폴리우레탄(TPU) 및 기타 유형의 재료가 있습니다.

 이러한 재료는 기존의 냉각 시스템보다 에너지 효율적이고 비용 효율적인 경향이 있으며 건물의 전체 에너지 소비를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 패시브 복사 냉각 재료는 다음과 같은 다양한 분야에서 사용됩니다.

건설: 수동 복사 냉각 재료는 기계적 냉각 시스템 없이 건물을 냉각하는 데 사용할 수 있어 에너지 소비와 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

운송: 수동 복사 냉각 재료는 전기 자동차 및 기차와 같은 운송 장비를 냉각하는 데 사용할 수 있으며, 이는 성능을 개선하고 배터리 수명을 연장하는 데 도움이 될 수 있습니다.

에너지 저장: 수동 복사 냉각 재료는 배터리 및 기타 에너지 저장 시스템을 냉각하는 데 사용할 수 있으며, 이는 성능을 개선하고 수명을 연장하는 데 도움이 될 수 있습니다.

태양광 패널: 패시브 복사 냉각 재료는 태양광 패널을 냉각하는 데 사용할 수 있으며, 이는 효율을 개선하고 전력 소비를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

농업: 수동 복사 냉각 재료는 작물 성장을 개선하고 에너지 소비를 줄이는 데 도움이 될 수 있는 온실 및 기타 농업 구조물을 냉각하는 데 사용할 수 있습니다.

웨어러블 장치: 패시브 복사 냉각 재료는 스마트 워치 및 피트니스 트래커와 같은 웨어러블 장치를 냉각하는 데 사용할 수 있어 성능을 개선하고 배터리 수명을 연장하는 데 도움이 될 수 있습니다.

 

이 소재를 전기차에 적용한다면?

전기 자동차에 수동 복사 냉각 재료를 적용하면 다음과 같은 이점이 있습니다.

전력 소비 감소: 수동 복사 냉각 재료는 열을 복사하고 태양광을 반사하여 물체의 표면 온도를 냉각할 수 있으며 외부 전원 공급 없이 운송 장비, 건물 및 배터리의 온도를 낮출 수 있습니다. 이것은 전기 자동차의 전력 소비를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

온도 낮추기: 수동 복사 냉각 재료는 전기 자동차의 온도를 낮추는 데 도움이 될 수 있으며, 이는 전체 성능을 개선하고 배터리 수명을 연장하는 데 도움이 될 수 있습니다.

열 문제 해결: 수동형 복사 냉각 재료는 전기 자동차의 열 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있으며, 이는 승객에게 더 편안하고 전반적인 효율성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

비용 효율성: 패시브 복사 냉각 재료는 기존 냉각 시스템보다 에너지 효율적이고 비용 효율적인 경향이 있습니다.

유연성: 개발된 신소재는 탄성이 높고 매우 유연하여 전기 자동차와 같은 복잡한 형상의 물체에 쉽게 적용할 수 있습니다.

적용 용이성 : 신소재는 랩핑 필름 형태로 다양한 구조물에 부착이 가능하며 냉각이 중요한 빌딩, 운송기기 등 다양한 분야에 적용 가능

 

 전기 자동차에 수동 복사 냉각 재료를 적용하면 성능을 개선하고 배터리 수명을 연장하며 승객이 더 편안하게 사용할 수 있을 뿐만 아니라 비용 효율적이고 에너지 효율적일 수 있습니다.

 

이 소재가 상용화되었을때  자동차산업은 어떤 변화가?

수동 복사 냉각 소재가 전기 자동차 소재로 상용화되면 자동차 산업에 몇 가지 변화를 가져올 수 있습니다.

향상된 성능: 패시브 복사 냉각 재료는 전기 자동차의 온도를 낮추는 데 도움이 될 수 있으므로 전체 성능을 개선하고 배터리 수명을 연장하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이는 보다 효율적이고 안정적인 전기 자동차로 이어질 수 있습니다.

증가된 범위: 더 나은 냉각으로 배터리 수명이 연장되어 전기 자동차의 범위가 증가합니다.

에너지 소비 감소: 수동 복사 냉각 재료는 전기 자동차의 전력 소비를 줄이는 데 도움이 될 수 있으며, 이는 전기 자동차의 에너지 효율을 높이고 전반적인 환경 영향을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

편안함 향상: 패시브 복사 냉각 재료는 전기 자동차의 열 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있으므로 승객이 더 편안하게 사용할 수 있습니다.

제조업체를 위한 새로운 기회: 제조업체는 수동 복사 냉각 재료를 전기 자동차의 설계 및 생산에 통합할 수 있는 새로운 기회를 가질 수 있으며 이를 사용하지 않는 다른 제조업체보다 잠재적으로 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다.

공조에 대한 의존도 감소: 패시브 복사 냉각 재료는 전기 자동차의 공조에 대한 의존도를 줄이는 데 도움이 될 수 있으며, 이는 에너지 소비를 줄이고 효율성을 높일 수도 있습니다.

 수동 복사 냉각 재료를 전기 자동차 재료로 상용화하면 성능 향상, 범위 증가, 에너지 소비 감소, 비용 효율적, 편안함 증가 및 제조업체를 위한 새로운 기회와 함께 보다 효율적이고 신뢰할 수 있는 전기 자동차로 이어질 수 있습니다.

 

기사원문

중앙대, 전기차 발열문제 해결 신소재 개발 | 중앙일보