냉매없는 냉장고 美서 첫 개발 - 자석 냉장고
09/10/2019 17:33
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냉매없는 냉장고 美서 첫 개발 냉매 없이 자석으로 작동되는 냉장고가 개발됐다. 미국 에임즈연구소의 칼 슈나이더 교수 연구팀은 최근 상온에서 작동하는 자석 냉장고를 처음으로 개발했다고 발표했다. 이번에 개발된 자석 냉장고는 자기장을 걸어주면 열을 발산하고 자기장에서 벗어나면 반대로 온도가 내려가는 이른바 '자기(磁氣)냉동' 성질을 이용한 것. 자기냉동으로 발생한 온도차는 자석 주변을 흐르는 냉각수로 전달돼 냉장효과를 낸다. 에임즈 연구소는 상온에서도 자기냉동 효과가 뛰어난 '가돌리늄 합금(Gd5(Si2Ge2))'을 이용했다. 가돌리늄 합금이 채워진 바퀴는 영구자석 사이를 회전하면서 자기냉동 효과로 냉각수를 냉각시킨다. 현재 사용되는 냉장고는 액체 상태의 냉매가 팽창하면서 기체로 될 때 주위로부터 열을 빼앗는 원리를 이용하고 있다. 그러나 프레온 가스 등의 냉매를 압축하는 과정은 에너지를 많이 소비하며 윙윙거리는 냉장고 특유의 소음을 발생시키는 단점이 있다. 게다가 프레온 가스는 오존층 파괴의 주범이기도 하다. 냉매가 필요 없는 자석 냉장고는 이러한 문제점을 상당 부분 해결해줄 것으로 기대되고 있다. 슈나이더 교수는 ＂자석 냉장고에서 가돌리늄 합금 바퀴를 회전시키고 물을 순환시키는 과정에만 아주 적은 에너지만 필요할 뿐＂이라며 ＂자석 냉장고는 대량생산을 통해 생산단가가 내려가면 가정용 냉장고, 에어컨, 전자제품 냉방장치 등에 활용될 수 있을 것＂으로 기대했다. 자기냉동 원리는 1920년대에 처음 밝혀졌다. 한국전기연구원 권영길 박사는 그러나 ＂초전도자석으로 강한 자기장을 걸어 냉각 효과를 얻는 장치가 개발됐지만 초전도자석이 -263℃의 극저온에서 작동하기 때문에 활용도가 낮았다＂고 밝혔다. 에임즈 연구소는 1996년 가돌리늄 합금이 상온에서 자기냉동효과를 보인다는 것을 밝혀내 이 문제를 해결했다. 당시는 가돌리늄 합금을 g 단위밖에 만들지 못해 상용화를 이루지 못했지만 최근 ㎏ 단위로 만들 수 있는 공정기술을 개발함으로써 자석 냉장고 개발이라는 개가를 이뤘다.
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