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[표지로 읽는 과학] 온난화 막는 ‘쿨링 테크놀로지’

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[표지로 읽는 과학] 온난화 막는 ‘쿨링 테크놀로지’

2020.11.15 07:41
사이언스 제공.
사이언스 제공.

중국 랴오닝성 선양에 있는 건물 뒤편으로 에어컨 실외기가 줄지어 매달려 있다. 대다수 중국인들은 연중 가장 더운 시기를 에어컨이 달린 건물에서 보낸다. 지구온난화가 지속되면서 혁신적이고 환경친화적인 냉방 기술이 더욱 중요해지고 있다. 

 

이번주 사이언스는 지구 온난화가 이어지는 상황에서 냉방에 관련된 3개의 전망과 3개의 리뷰 하이라이트 논문을 특별판으로 공개했다. 새롭고 진보된 냉방 기술과 솔루션을 광범위하게 소개하며 또다른 방식으로 지구온난화에 경종을 울렸다. 

 

최근 몇 년간 기록적인 폭염과 극심한 기온 변화가 전세계에서 나타나고 있다. 하지만 이같은 지구온난와의 영향을 정량적으로 분석하는 데 어려움을 겪고 있다. 이번주 사이언스 특별판 첫 번째 전망에서 스티븐 셔우드 호주 뉴사우스웨일즈대학 기후변화연구센터 교수는 지역적으로 나타나는 폭염을 예측하고 결과를 이해하는 데 있어서 어려움을 논의했다. 

 

셔우드 교수는 “올해 봄 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 발표한 논문에서 극단적인 습도 변화를 강조한 것처럼 기후변화는 인간이 인내하기 힘들 정도의 한계점에 접근하고 있다”고 밝혔다. 셔우드 교수에 따르면 전세계의 빈곤층은 극심한 기온 변화에 가장 취약하며 지구온난화에 대비한 기술의 필요성이 높아지고 있다. 

 

두 번째 전망에서는 미국 듀크대 기계공학 및 재료과학 연구진이 사람들의 열을 식히는 데 도움이 되는 혁신적인 새 직물이 어떻게 등장했는지를 소개했다. 연구진은 “기존 의류 소재들을 설계하는 대신 복사 냉각 현상이 생길 수 있는 재료를 찾아내 사람의 피부에서 나오는 열 복사가 섬유 소재를 우회할 수 있도록 하는 전략이 필요하다”고 강조했다. 

 

마지막 전망에서는 미국 캘리포니아폴리텍주립대 공과대학의 에이미 플레쳐 연구원은 비약적으로 늘어나고 있는 데이터센터에 투입되는 에너지의 대부분이 데이터센터를 식히는 데 활용된다는 점에 주목하고 있다. 데이터센터 냉각을 위한 에너지 수요를 해걸하는 기술과 접근방식을 집중 조명했다. 

 

3편의 리뷰 논문 중 한편은 마크 맥린던 미국 국립표준기술연구소 응용화학및재료분과 연구원 연구진이 작성한 것으로 지구에서 가장 광범위하게 활용되는 냉각 기술인 증기 압축 냉동 기술 개요를 소개했다. 대다수 냉동 및 공조 시스템은 증기 압축 기술을 기반으로 하지만 효율성은 떨어지고 지구온난화를 유발하는 온실가스가 포함된 냉매를 활용하고 있다는 점을 강조하고 있다. 또 증기 압축 냉각 기술의 잠재력과 환경 친화적인 대체 냉매 개발 현황을 소개했다. 

 

두 번째 리뷰 논문은 영국 케임브리지대 재료과학부 X. 모야 연구원과 N. D. 마더 연구원이 제시한 냉난방을 위한 열재료 활용 기술 개요를 담고 있다. 열재료는 전기적, 자기적, 기계적인 조작을 통해 열을 전달한다. 케임브리지대 연구진에 따르면 이같은 조작에 따라 열을 전달하는 열재료를 이용한 시제품 냉각장치는 상온에서 작동 가능성을 보여줬다.  

 

마지막 리뷰 논문은 샤오보 인 미국 콜로라도대 기계공학부 연구원이 주도한 것으로 수동 복사 냉각 재료에 대한 설명을 담고 있다. 건물에 나있는 창을 활용해 적외선 복사 방식으로 내외부 열을 교환하며 건물을 냉각시키는 방식이다. 옥상에 배치할 경우 직사광선에서도 건물을 최대 몇도까지 냉각시킬 수 있다고 저자들은 소개했다. 

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