적은 전력으로 냉난방 효율을 높이면서 수분 흡탈착 등의 성능이 향상된 새로운 냉난방기용 흡착제가 개발됐다. 미래형 냉난방의 핵심 소재 기술로 쓰여 스마트 공조나 제습 및 건조 등의 분야에 널리 적용할 수 있을 전망이다.
한국화학연구원(원장 김성수)은 CCP융합연구단 장종산 박사 연구팀이 프랑스 CNRS와 공동으로 전기를 거의 쓰지 않아도 작동하는 '친환경 냉난방기용 흡착제'를 개발했다고 1일 밝혔다.
냉난방기는 전기식 에어컨과 전기히트펌프(EHP) 등을 사용하기 때문에 전력문제와 프레온 가스의 오존층 파괴, 지구 온난화 등의 문제를 안고 있다. 냉난방기 흡착제는 수분을 빨아들여(응축) 냉방을 촉진하고, 외부의 열로 수분을 내뱉은(탈착) 후 재생하는 역할을 한다.
기존 흡착제로 쓰이는 실리카겔은 수분흡착 용량이 작고, 제올라이트는 150℃ 이상의 고온에서 재생해야 하는 등 대체로 에너지 효율이 낮고 수분흡착 용량이 작아 광범위하게 활용할 수 없다.
연구팀은 지르코늄 물질을 사용한 '다공성 금속-유기 골격체(MOF)'를 제작해 물을 잘 흡착하면서 동시에 물을 싫어하는 소수성을 갖게 만들어 냉방 운전조건에서 수분 흡착력과 저온 재생능력을 크게 향상시켰다.
이런 특징으로 기존 제올라이트 흡착제보다 흡착 효율이 25% 이상 높아졌고, 흡착용량도 실리카겔 흡착제에 비해 2배 이상 커졌다. 섭씨 70℃ 이하의 저온에서도 손쉽게 수분이 탈착 재생되기도 한다.
이 소재를 흡착식 냉난방기에 적용하면 전기를 에어컨의 5% 미만으로 슬 수 있어 과다한 전기 사용을 줄일 수 있고, 전력피크도 감소시킬 수 있다고 연구팀은 설명했다.
장종산 박사는 "새 흡착제 소재는 황산이나 염삼 등 초강산에 노출돼도 구조 손상이 없고, 고압에서도 기계적 강도가 매우 높아 스마트 공조기, 제습 건조기 등 다양한 흡착소재로 활용할 수 있다"고 말했다.
