펠티어 소자 효율 75%↑…차세대 무냉매 냉장고 상용화 가능성 열어
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| ▲삼성전자와 존스홉킨스대 연구팀이 개발한 나노 박막 펠티어 소자와 고효율 펠티어 냉장고/사진=삼성전자 제공/최성호기자 |
[소셜밸류=최성호 기자] 삼성전자가 차세대 친환경 냉각 기술 분야에서 글로벌 기술 리더십을 입증하며 냉매 없는 ‘펠티어 냉장고’의 상용화 가능성을 실증했다.
삼성전자는 28일, 존스홉킨스대학교 응용물리학연구소와 공동으로 수행한 ‘고효율 펠티어 냉각 기술’ 연구 결과가 세계적 학술지 『네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)』에 게재됐다고 발표했다.
이번 연구에는 삼성리서치 라이프솔루션팀과 존스홉킨스대 라마 벤카타수브라마니안(Rama Venkatasubramanian) 교수 연구팀이 공동 참여했다.
◆친환경·비화학 냉각 방식 ‘펠티어’ 기술 상용화 성큼
펠티어 냉각 기술은 반도체 소자에 전기를 인가했을 때, 한 면은 차가워지고 다른 면은 뜨거워지는 ‘펠티어 효과’를 이용한 친환경 냉각 방식이다. 냉매를 사용하지 않아 탄소배출과 환경오염이 없다는 점에서 차세대 냉각 솔루션으로 각광받고 있다.
연구팀은 이번 프로젝트에서 세계 최초로 나노 공학 기술을 적용한 ‘고효율 박막 펠티어 반도체 소자’를 개발하고, 이를 냉장고에 적용해 실증에 성공했다.
이로써 기존 증기 압축식 냉장고를 능가하는 냉각 효율을 구현, 냉매 없는 차세대 냉장고의 상용화 가능성을 본격 제시했다.
◆효율 75% 향상·소재 사용량 1/1000…경제성과 친환경성 동시 확보
삼성전자와 연구팀은 기존의 생산 방식과 차별화된 새로운 반도체 박막 증착 공정을 도입, 펠티어 소자의 냉각 효율을 기존 대비 약 75% 향상시키고 소형화·경량화에도 성공했다.
특히 해당 공정을 통해 펠티어 소재 사용량을 기존의 약 1/1000 수준으로 절감함으로써 생산 비용과 자원 소비 측면에서도 혁신적인 전환점을 마련했다.
◆반도체·의료기기·전장·데이터센터 등 활용 분야 확대 기대
삼성전자는 이번 고효율 펠티어 냉각 기술이 정밀하고 빠른 온도 조절이 필요한 분야에 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 전망했다. 특히 가전제품을 넘어 반도체 장비, 의료기기, 전장 시스템, 데이터센터 냉각 솔루션 등으로의 확대 적용 가능성도 기대된다.
삼성전자 관계자는 “냉매가 없는 친환경 냉각 기술을 통해 지속가능한 미래에 기여하는 것은 물론, 고성능·고정밀이 요구되는 산업 전반에 혁신을 가져올 것”이라며 “앞으로도 미래를 선도할 혁신 기술 연구를 지속해 나가겠다”고 밝혔다.
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