“냉매 없는 차세대 냉장고 상용화 가능성 제시”···삼성, 국제 학술지 게재

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삼성전자가 친환경 냉각 기술을 확보해 냉매 없는 차세대 냉장고의 상용화 가능성을 제시했다.
삼성전자는 존스홉킨스대 응용물리학연구소와 산학협력을 통해 진행한 ‘차세대 펠티어 냉각 기술’ 연구 논문이 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 게재됐다고 28일 밝혔다.
펠티어 냉각은 펠티어 반도체 소자에 전기를 가하면 한쪽 면은 차가워지고 다른 면은 뜨거워지는 효과를 활용한 기술이다. 냉매를 사용하지 않아 친환경 차세대 냉각 방식으로 주목받고 있다. 기존 냉각 방식에 쓰이는 냉매는 제대로 폐기되지 않고 대기 중에 누출되면 지구온난화를 유발한다. 다만 펠티어 냉각은 낮은 에너지 효율성과 열 방출 문제로 주로 소형가전에 적용돼 왔다.
연구팀은 논문에서 “냉각 수요는 전 세계적으로 증가하고 있으며, 부피가 크고 확장성이 떨어지는 증기 압축 시스템의 대안도 요구되고 있다”고 연구 배경을 설명했다.
연구팀은 최초로 나노 공학 기술을 활용해 ‘고효율 박막 펠티어 반도체 소자’를 개발하고 이를 활용한 고효율 펠티어 냉장고를 실증하는 데 성공했다. 삼성전자는 “새 소자가 적용된 펠티어 냉장고는 기존 증기 압축 방식 냉장고의 냉각 효율을 능가하는 냉매 없는 차세대 냉장고의 상용화 가능성을 제시했다”고 말했다.
고효율 펠티어 냉각의 상용화를 위해선 펠티어 반도체 소자의 냉각 효율이 중요하다. 연구팀은 기존과 다른 반도체 박막 증착 방식의 생산 공정을 도입해 종전 펠티어 방식 대비 냉각 효율을 약 75% 향상시키고, 소형화·경량화도 달성했다고 설명했다. 새로운 생산 공정 적용으로 소자 개발에 사용되는 펠티어 소재는 기존 대비 약 1000분의 1 수준으로 줄었다.
펠티어 냉각은 증기 압축 방식에 비해 빠르고 정확하게 온도 조절이 가능하다. 가전제품뿐만 아니라 반도체, 의료기기, 전장(자동차 전자 장비), 데이터센터 등 다양한 산업 분야에서 활용할 수 있다. 삼성전자는 “앞으로도 미래를 선도할 혁신 기술 연구를 지속할 계획”이라고 밝혔다.