사진=고려대

고려대학교 기계공학부 강용태 교수가 냉장고와 에어컨의 심장인 압축기를 없앤 새로운 냉각 기술을 세계 최초로 구현했다고 25일 밝혔다.

이 기술은 소음과 냉매 가스가 없는 친환경 시스템으로, 이번 연구 성과는 국제적 학술지 ‘Science’ 온라인에 지난달 23일 게재됐다. 11월 27일 정식 출판된다.

연구팀은 질산염을 물에 녹일 때 주변의 열을 흡수하는 용해 흡열 효과를 냉각 에너지로 활용했다. 이후 염을 분리하고 재생하는 순환 구조를 만들어 압축기 없이도 연속적인 냉각이 가능하도록 했다.

연구팀은 이 새로운 원리를 적용한 시스템을 칼로릭 냉장고(caloric refrigerator)라고 명명했다. 이 기술은 물과 염의 반응만으로 냉각이 이뤄지기 때문에 작동 소음이 거의 없고, 냉매 가스를 전혀 사용하지 않아 친환경적이라고 설명했다.

실험 결과 칼로릭 냉장고는 기존 압축식 냉장고보다 약 3배 높은 냉각 효율을 보였으며, 동일한 냉방 효과를 유지하면서도 전력 소비를 최대 65%까지 줄일 수 있었다. 가정용 냉장고 한 대만 교체해도 의미 있는 에너지 절감 효과를 기대할 수 있고, 전국적으로 확대할 경우 여름철 전력 피크 완화와 탄소 저감에도 크게 기여할 것으로 전망하고 있다.

또한 국내 냉·난방기기 중 30%만 칼로릭 냉각 방식으로 전환해도 전력 절감과 함께 약 1000만톤의 이산화탄소 배출을 줄일 수 있을 것으로 분석했다. 이는 서울시 모든 가정의 연간 탄소 배출량과 맞먹는 수준이다.

강용태 고려대 교수는 “이번 연구 성과는 냉매 가스와 압축기 없이도 냉각이 가능한 새로운 방식의 냉각 기술로 기존 냉동 시스템의 한계를 넘어서는 친환경 대안이 될 것”이라며 “향후 다양한 응용 분야로 확장해 에너지 효율 혁신과 탄소중립 실현 기여하겠다”고 말했다.