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News/기후변화-환경

에어컨 대신 페인트로 칠하세요! 울트라 화이트 페인트를 소개합니다!

by R.E.F 21기 안연빈 2022. 5. 30.

에어컨 대신 페인트로 칠하세요! 울트라 화이트 페인트를 소개합니다!

대학생신재생에너지기자단 21기 안연빈

 

페인트가 에어컨을 대체한다고?

탄소중립으로 인해 기존의 화석연료를 사용하는 화력발전이 점점 줄어들고 신재생에너지에 많은 관심이 쏠리고 있다. 하지만 신재생에너지의 발전량은 화력발전의 발전량에 비해 아직 많이 모자란 상태이다.

기존의 전기를 사용하는 부분을 전기를 사용하지 않고 해결할 수만 있다면 신재생에너지의 모자란 발전량에 어느 정도 도움이 될 수 있을 것이다. 실제로 하얀색 페인트의 빛을 반사하는 성질을 이용하여 에어컨 냉방 전력을 줄이자는 아이디어는 기존에 나와있고, '쿨루프 사업'이라는 이름으로 시행되고 있다. 최근 이 아이디어를 좀 더 연구하여 빛의 98.1%를 반사하는 역사상 가장 흰 페인트인 '울트라 화이트 페인트'가 개발되었다는 소식이 들려왔고, 이에 대해 소개해보고자 한다.

울트라 화이트 페인트를 소개합니다!

하얀색은 모든 빛을 반사하는 성질이 있다. 시중에 판매되는 기존 하얀색 페인트는 빛의 80~90%를 반사한다고 한다. 하지만 울트라 화이트 페인트는 빛의 98.1%를 반사하므로 더욱 높은 효과를 보여줄 것이다.

울트라 화이트 페인트가 기존의 흰 페인트들보다 많은 빛을 반사하는 이유는 울트라 화이트 페인트 속 황산바륨에 비밀이 숨어있다.

빛을 산란시키는 정도는 입자의 크기에 따라 다른데, 크기가 큰 입자일수록 빛의 스펙트럼을 더욱 산란시킨다. 황산바륨은 입자의 크기가 고르지 않다는 특징이 있다. 따라서 연구팀은 빛의 효율적인 산란과 자외선 흡수를 최소화하기 위해 입자 크기가 다양하고 농도가 높은 황산바륨을 선택한 것이다.

울트라 화이트 페인트를 다양한 장소와 기상 조건에서 야외 테스트를 실시한 결과, 페인트를 칠한 부분이 정오에서 주위보다 13.3도 낮았다. 밤에도 7.2도 낮은 상태를 유지했다. 이 수치는 일반 건물의 에어컨 가동을 상쇄할 수 있을 만큼의 냉각 효과라고 한다.

[자료 1. 왼: 원본, 오: 적외선 카메라로 본 울트라 화이트 페인트]

출처 : Purdue 대학교

울트라 화이트 페인트 더 대단한 이유는?

울트라 화이트 페인트는 미국 퍼듀대학교 기계공학과 '슈린 루안(Xiulin Ruan)' 교수팀에 의해 개발되었다. 루안 교수팀의 울트라 화이트 페인트 특징은 빛 반사 뿐만아니라 적외선 열 방출 기능도 높다. 적외선 열 방출 기능이 중요한 이유는 주변을 냉각하기 위해서는 열을 적외선 형태로 외부로 방출해야 하기 때문이다. 게다가 대기에 흡수되지 않고 우주로 빠져나갈 수 있는 8~13㎛의 긴 파장이어야 냉각효과가 크다.

[자료 2. 퍼듀대학교 슈린 루안 교수의 울트라 화이트 페인트 샘플]

출처 : 퍼듀대학교

루안 교수는 울트라 화이트 페인트로 약 93m2(약 28평)의 지붕을 칠한다면 10kW에 달하는 냉각 효과를 얻을 수 있다고 추정했다. 이는 일반 가정에서 사용하는 에어컨보다 더 강력한 성능이다. 또한 도로나 옥상, 자동차 등을 울트라 화이트 페인트로 칠해 총 지구 표면의 0.5~1% 정도를 칠하게 된다면 지구온난화 현상을 역전시킬 수도 있을 것이라 말한다.

울트라 화이트 페인트는 무조건 좋을까?

앞서 언급했듯이 지붕을 빛 반사율이 높은 페인트로 칠하는 쿨루프 사업은 이미 진행 중이다. 쿨루프 사업에서 가장 많았던 질문 중 하나가 '겨울철에 난방 부하가 증가하지는 않나요?' 라는 질문이다. 이에 대한 답변 내용은 다음과 같다. 겨울철 90일 중 쿨루프로 인해 난방 부하가 직접적으로 영향을 미칠 수 있는 기간은 36일 정도이다. 기존 쿨루프 사업에 사용된 페인트를 기준으로 일반 지붕과 쿨루프의 온도 차이는 8.4도 정도고 실내 온도 차이를 볼 때는 0.2도 정도의 차이로 난방 부하 증가는 거의 없다고 한다. 따라서 쿨루프 사업으로 냉방 전력을 줄이는 것에 대한 이점이 더 크다.

울트라 화이트 페인트가 본격적으로 사용된다면, 기존의 쿨루프 사업의 효율을 더 증대시킬 수 있을 것이다. 그리고 울트라 화이트 페인트는 금속 성분이 포함되어 있지 않아서 통신기기 냉각에도 적합하다. 이외에도 데이터센터, 자동차, 실외 전기장비 등 다양한 곳에서 사용될 수 있어서 전망이 매우 좋아보인다.기후변화와 탄소중립이 많은 이슈가 되고 있고, 신재생에너지 등의 새로운 에너지원을 찾는 것도 매우 중요하다. 하지만 에너지의 사용 자체를 줄일 수 있는 방법이 있다면 더욱 좋지 않을까? 많은 사람들이 기후변화를 막고 탄소중립을 달성하기 위해서 노력하고 있다.

 


기후변화, 탄소중립에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "온실가스 감축목표 40%, 우리에게 던져진 과제는 무엇인가", 작성자(19기 김승호), https://renewableenergyfollowers.tistory.com/m/3524

2. "탄소중립 시나리오 쟁점과 제언", 작성자(19기 김승호, 19기 김세진, 20기 윤진수), https://renewableenergyfollowers.tistory.com/m/3558


참고문헌

[울트라 화이트 페인트를 소개합니다!]

1) PURDUE university, "The whitest paint is here - and it's the coolest. Literally., 2021.04.15, https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2021/Q2/the-whitest-paint-is-here-and-its-the-coolest.-literally..html

[울트라 화이트 페인트 더 대단한 이유는?]

1) 김형자 과학칼럼니스트, "에어컨 필요 없다! 울트라 화이트 페인트의 마법", 주간조선, 2021.05.13, http://weekly.chosun.com/news/articleView.html?idxno=17315 

[울트라 화이트 페인트는 무조건 좋을까?]

1) 김수영, "[취재후]"지붕 색깔만 바꿔도 시원"...'쿨 루프' 10문 10답", KBS뉴스, 2017.06.23, https://news.kbs.co.kr/mobile/news/view.do?ncd=3503578 

댓글10

  • 모든 빛을 반사 시키는 성질이 있는 하얀색을 이용하여 냉방 효율을 높이려는 아이디어가 무척 흥미로웠습니다. 위 기사를 통해 쿨루프 사업에 대해 처음 알게 되었는데, 단점은 보완하고 장점을 극대화하여 사업이 더욱 확대되었으면 좋겠네요^^ 좋은 기사 감사합니다!
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  • 에어컨을 대체하기 위해 빛의 특성을 이용한다는 점이 흥미로웠습니다! 국제그린에너지엑스포에 참여하며 직접 들어오는 태양광과 반사되는 태양광을 모두 이용할 수 있는 양면형 태양광 모듈에 대해 알게 되었는데 이 울트라 화이트 페인트와 함께 사용한다면 태양광 발전과 에너지 절약 효율을 극대화할 수 있을 것이라 생각됩니다. 좋은 기사 잘 읽었습니다!
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  • 점점 더워지는 기후 때문에 에어컨 사용량에 따른 전력 소비량이 늘어나고 있는데, 기사에서 언급한 울트라 화이트 페인트가 좋은 방안이 될 수 있을 것 같습니다. 부차적으로 생기는 단점들만 조금 더 보완한다면 에너지 부분에서 많은 양의 이산화탄소를 절감할 수 있을 것 같네요. 좋은 기사 감사합니다!
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  • 황산바륨을 이용해 만든 물감이 대부분의 빛을 반사시킬 수 있다니 너무 흥미롭네요. 이 페인트를 이용해 냉방 기능을 대체할 수 있다고 하는데, 빨리 상용화가 이루어져 정말 페인트칠만으로도 효과가 있는지 느껴보고 싶습니다. 이 페인트에 대해 궁금한 것이 있는데요, 비가 왔을 때 벽면에 뭍은 페인트에서 황산바륨이 떨어져 나가지는 않는지, 빗물 등에 스며든 황산바륨이 다른 환경적인 문제를 일으키지는 않는지 질문드리고 싶습니다. 좋은 기사 감사합니다!
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  • 탄소중립을 위한 방안을 자료조사하며 여러가지 장치 혹은 제품들을 많이 보았는데, 페인트는 처음 접하다 보니 흥미롭게 기사를 읽을 수 있었습니다. 궁금한점은 건물 지붕을 포함한 외벽에 냉방을 위해 흰색 페인트를 많이 칠하게 되었을 때, 실내 혹은 실외에 사람들의 일상생활에는 전혀 문제가 없는지 입니다.(예전에 건물 외벽 자재 특성상 빛 반사가 많이 되어 건너편 건물에서 생활하는 사람들이 불편함을 겪었다는 뉴스를 본적이 있어서요!) 좋은 기사 감사합니다.
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  • 기사를 읽으면서 울트라 화이트 페인트를 적극적으로 활용한다면 조금이라도 온도를 낮추어서 지구온난화를 줄일 수 있는데 도움을 줄 수 있을것이라는 생각이 들었습니다!! 좋은기사 감사합니다!
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  • 글로 보았을 때 너무나 대단하고 말씀해주신 대로 지붕이나 표면적인 부분에 울트라 화이트 페인트를 칠한다면 지구 온도를 낮추는 데에도 도움이 되겠다 생각했습니다. 그러나 한 가지 궁금한 점인 인채에 해로울 물질이 전혀 없는 것인가? 입니다. 그래서 포털 사이트에 검색을 해보는데 딱히 나오는 것 같진 않더라고요! 흥미로운 기사 감사합니다!
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  • 데이터센터에 관련된 기사를 작성했던 적이 있는데, 다양한 장점이 존재하지만 열 관리가 어려워 수많은 에어컨을 필수적으로 가동해야 하므로 전력 손실이 큰 문제점이라는 사실을 접했었습니다. 화이트 페인트와 같은 새로운 기술이 환경 보호 및 에너지 사용량 절감 뿐만 아니라 전력 시장 구축과 정책적인 분야에도 좋은 영향을 줄 수 있을 것 같다는 생각이 드네요. 신재생에너지 발전에 긍정적인 영향을 주는 다양한 기술 발전의 필요성을 느낄 수 있었던 기사였습니다. 좋은 기사 잘 읽었습니다!
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  • 산토리니가 생각나는 흥미로운 주제입니다! 사실 꼭 울트라 화이트 페인트가 아니더라도 화이트계열로 건물외벽, 도로 등을 칠하면 당연히 더 시원할 것 같은데 그렇지 않은 이유가 뭘까해서 찾아봤는데, 우선 도로의 경우 아무래도 콘크리트가 운전에도 좋고 수명이 20년 정도라 유지관리비용이 적게 든다고 하네요. 그리고 정확한 건 아니지만 인도에 화이트페인트를 칠할 경우 온도가 감소하는 것은 맞으나 반사된 빛이 오히려 1미터 높이의 온도를 높일 수 있다고 하더라구요! 아무튼 13.3도나 낮출 수 있다니 신기합니다 ㅎㅎ 현실적으로 울트라페인트를 상용화할 수 있는 방안에 대한 연구가 좀 더 이루어져야 할 것 같습니다. 좋은 기사 감사합니다!
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  • 최근에 '파란하늘 빨간지구'라는 책을 읽었는데 책 내용 중 북극과 남극의 해빙이 녹아서 차폐 효과가 약해진다는 것을 보면서 '그럼 건물을 지을 때 옥상을 모두 하얀색으로 하면 조금이나마 도움이 되지 않을까?'라는 생각을 했었습니다. 그런데 울트라 화이트 페인트로 온도도 엄청나게 낮춰 줄 수 있다고 하니 너무 신기한 것 같습니다. 이런 사례가 많이 적용이 되면 지구 시스템에 엄청난 도움을 줄 수 있을 거라고 기대해봅니다. 좋은 기사 잘 읽었습니다. 감사합니다 :)
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