기본 콘텐츠로 건너뛰기

지붕을 시원하게? 태양에너지를 거의 흡수하지 않는 물질 개발



 지구의 평균 기온이 올라가면서 폭염 문제는 전세계적으로 심각한 이슈가 되고 있습니다. 여기에는 두 가지 원인이 있는데, 우선 평균 기온이 상승하면서 여름 자체가 길어지고 폭염이 생길 가능성이 높아지는 것과 도시화가 진행되고 고령화가 겹치면서 주거 및 인구 구조가 폭염에 취약해지는 문제가 있습니다. 

 결국 온도 상승과 더불어 인구 및 주거 구조 변화는 동시에 폭염에 대한 취약층을 급격히 높이고 있습니다. 

 이전 포스트 참조  


 이와 같은 문제를 극복하기 위해서는 주택 및 건물 자체가 폭염과 더위에 보다 효율적일 필요가 있습니다. 즉 비교적 적은 에너지를 사용하면서도 비용 효과적으로 온도를 낮출 수 있어야 한다는 것이죠. 이렇게 에너지 효율적으로 주택이나 건물을 건축하면 궁극적으로 많은 비용을 절약할 수 있고 전력 사용을 줄이므로써 장기적으로는 온실 가스 배출도 줄일 수 있습니다. 

 따라서 여기에 대한 아이디어가 다수 나온다는 것은 놀랄만한 일이 아닙니다. 많은 연구자들은 시원한 건물을 만들기 위해서 주로 태양에너지를 흡수하는 옥상 소재를 다르게 만들어야 한다는데 공감하고 있습니다. 대표적인 것은 바로 그린 루프라고 불리는 것으로 옥상에 정원을 만들어 시멘트 바닥보다 덜 열을 흡수하게 만드는 것입니다. 

 그런데 여름철만되면 무시무시한 폭염으로 시달리는 호주의 과학자가 태양에너지를 대부분 반사하거나 복사하는 새로운 신물질을 개발했다고 저널 Advanced Science에 발표했습니다. 

 앤구스 젠틀 박사와 시드니 공과대학의 제프 스미스 교수(Dr Angus Gentle and Emeritus Professor Geoff Smith from the University of Technology Sydney)는 은으로 만든 층위에 특수한 폴리머를 올려놓은 ("coated polymer stack") 소재를 소개했습니다. 이는 마치 거울처럼 보이기도 하지만 거울과는 또 다른 특징을 가지고 있습니다. 



(새로 개발한 신소재를 들 고 있는 앤구스 젠틀 박사. Dr Angus Gentle holding a piece of the special material over an existing cool roof used in testing. )  


(적외선 영역에서 본 온도 차이. An infrared image showing the temperature difference between the new surface (centre) and an existing cool roof used in testing.)

 이 물질은 대기에서 잘 흡수되지 않은 적외선 영역에서 열에너지를 방출(radiating heat at infrared wavelengths) 합니다. 그 결과 매우 시원한 물질이 되는 것입니다. 

 예를 들어 태양 빛을 잘 반사하는 흰색 지붕이라고 해도 보통 섭씨 9-12도 정도 더 높은 온도를 만들 수 있을 만큼 열을 흡수 할 수 있습니다. 일단 열이 흡수되면 잘 빠져나기지 않기 때문이죠. 하지만 반대로 이 물질은 태양빛을 반사하는 것은 물론 흡수된 열도 바로 빠져나가기 때문에 온도가 주변보다 섭씨 11도까지 낮아진다고 합니다. 연구팀의 주장에 의하면 흡수되는 태양에너지는 3%에 지나지 않는다고 합니다.  

 일단 초기 테스트에서 이 신소재는 기대한 수준이 냉각효과를 보여줬다고 합니다. 다만 상세한 설명은 없지만 매우 반사가 잘 되는 물질이기 때문에 아무 장소에나 사용할 순 없고 (만약 그랬다간 새로운 공해가 될 가능성이 있을테니 말이죠) 잘 선택된 건물의 지붕과 외벽에 사용될 수 있어 보입니다. 

 아무튼 앞서 소개했듯이 에너지 효율적으로 건물을 냉각시킬 수 있는 기술의 필요성은 매우 커지고 있습니다. 친환경적인 것은 말할 것도 없고 비용 효율적이기 때문입니다. 사실 여름철에 막대한 냉방 전력 수요를 감당하기 위해서 발전소와 전력망에 막대한 투자를 하는 것은 호주처럼 냉방 전력 수요는 거의 필요없는 국가에서 큰 낭비입니다. 

 물론 우리 나라라고 예외는 아니겠죠. 여름철 에어컨을 조금만 틀어도 전기료는 절대 조금만 나오지 않습니다. 이런 필요를 생각하면 결국 태양에너지를 덜 흡수하는 소재의 개발은 계속될 것 같습니다. 

 참고

"A Subambient Open Roof Surface under the Mid-Summer Sun." Advanced Science. doi: 10.1002/advs.201500119




  
라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

통계 공부는 어떻게 하는 것이 좋을까?

 사실 저도 통계 전문가가 아니기 때문에 이런 주제로 글을 쓰기가 다소 애매하지만, 그래도 누군가에게 도움이 될 수 있다고 생각해서 글을 올려봅니다. 통계학, 특히 수학적인 의미에서의 통계학을 공부하게 되는 계기는 사람마다 다르긴 하겠지만, 아마도 비교적 흔하고 난감한 경우는 논문을 써야 하는 경우일 것입니다. 오늘날의 학문적 연구는 집단간 혹은 방법간의 차이가 있다는 것을 객관적으로 보여줘야 하는데, 그려면 불가피하게 통계적인 방법을 쓸 수 밖에 없게 됩니다. 이런 이유로 분야와 주제에 따라서는 아닌 경우도 있겠지만, 상당수 논문에서는 통계학이 들어가게 됩니다.   문제는 데이터를 처리하고 분석하는 방법을 익히는 데도 상당한 시간과 노력이 필요하다는 점입니다. 물론 대부분의 학과에서 통계 수업이 들어가기는 하지만, 그것만으로는 충분하지 않은 경우가 많습니다. 대학 학부 과정에서는 대부분 논문 제출이 필요없거나 필요하다고 해도 그렇게 높은 수준을 요구하지 않지만, 대학원 이상 과정에서는 SCI/SCIE 급 논문이 필요하게 되어 처음 논문을 작성하는 입장에서는 상당히 부담되는 상황에 놓이게 됩니다.  그리고 이후 논문을 계속해서 쓰게 될 경우 통계 문제는 항상 나를 따라다니면서 괴롭히게 될 것입니다.  사정이 이렇다보니 간혹 통계 공부를 어떻게 하는 것이 좋겠냐는 질문이 들어옵니다. 사실 저는 통계 전문가라고 하기에는 실력은 모자라지만, 대신 앞서서 삽질을 한 경험이 있기 때문에 몇 가지 조언을 해줄 수 있을 것 같습니다.  1. 입문자를 위한 책을 추천해달라  사실 예습을 위해서 미리 공부하는 것은 추천하지 않습니다. 기본적인 통계는 학과별로 다르지 않더라도 주로 쓰는 분석방법은 분야별로 상당한 차이가 있을 수 있어 결국은 자신이 주로 하는 부분을 잘 해야 하기 때문입니다. 그러기 위해서는 학과 커리큘럼에 들어있는 통계 수업을 듣는 것이 더 유리합니다...
댓글 4개
자세한 내용 보기

9000년 전 소녀의 모습을 복원하다.

( The final reconstruction. Credit: Oscar Nilsson )  그리스 아테나 대학과 스웨덴 연구자들이 1993년 발견된 선사 시대 소녀의 모습을 마치 살아있는 것처럼 복원하는데 성공했습니다. 이 유골은 그리스의 테살리아 지역의 테오페트라 동굴 ( Theopetra Cave )에서 발견된 것으로 연대는 9000년 전으로 추정됩니다. 유골의 주인공은 15-18세 사이의 소녀로 정확한 사인은 알 수 없으나 괴혈병, 빈혈, 관절 질환을 앓고 있었던 것으로 확인되었습니다.   이 소녀가 살았던 시기는 유럽 지역에서 수렵 채집인이 초기 농경으로 이전하는 시기였습니다. 다른 시기와 마찬가지로 이 시기의 사람들도 젊은 시절에 다양한 질환에 시달렸을 것이며 평균 수명 역시 매우 짧았을 것입니다. 비록 젊은 나이에 죽기는 했지만, 당시에는 이런 경우가 드물지 않았을 것이라는 이야기죠.   아무튼 문명의 새벽에 해당하는 시점에 살았기 때문에 이 소녀는 Dawn (그리스어로는  Avgi)라고 이름지어졌다고 합니다. 연구팀은 유골에 대한 상세한 스캔과 3D 프린팅 기술을 적용해서 살아있을 당시의 모습을 매우 현실적으로 복원했습니다. 그리고 그 결과 나타난 모습은.... 당시의 거친 환경을 보여주는 듯 합니다. 긴 턱은 당시를 살았던 사람이 대부분 그랬듯이 질긴 먹이를 오래 씹기 위한 것으로 보입니다.   강하고 억센 10대 소녀(?)의 모습은 당시 살아남기 위해서는 강해야 했다는 점을 말해주는 듯 합니다. 이렇게 억세보이는 주인공이라도 당시에는 전염병이나 혹은 기아에서 자유롭지는 못했기 때문에 결국 평균 수명은 길지 못했겠죠. 외모 만으로 평가해서는 안되겠지만, 당시의 거친 시대상을 보여주는 듯 해 흥미롭습니다.   참고  https://phys.org/news/2018-01-te...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

150년 만에 다시 울린 희귀 곤충의 울음 소리

  ( The katydid Prophalangopsis obscura has been lost since it was first collected, with new evidence suggesting cold areas of Northern India and Tibet may be the species' habitat. Credit: Charlie Woodrow, licensed under CC BY 4.0 ) ( The Museum's specimen of P. obscura is the only confirmed member of the species in existence. Image . Credit: The Trustees of the Natural History Museum, London )  과학자들이 1869년 처음 보고된 후 지금까지 소식이 끊긴 오래 전 희귀 곤충의 울음 소리를 재현하는데 성공했습니다. 프로팔랑곱시스 옵스큐라 ( Prophalangopsis obscura)는 이상한 이름만큼이나 이상한 곤충으로 매우 희귀한 메뚜기목 곤충입니다. 친척인 여치나 메뚜기와는 오래전 갈라진 독자 그룹으로 매우 큰 날개를 지니고 있으며 인도와 티벳의 고산 지대에 사는 것으로 보입니다.   유일한 표본은 수컷 성체로 2005년에 암컷으로 생각되는 2마리가 추가로 발견되긴 했으나 정확히 같은 종인지는 다소 미지수인 상태입니다. 현재까지 확실한 표본은 수컷 성체 한 마리가 전부인 미스터리 곤충인 셈입니다.   하지만 과학자들은 그 형태를 볼 때 이들 역시 울음 소리를 통해 짝짓기에서 암컷을 유인했을 것으로 보고 있습니다. 그런데 높은 고산 지대에서 먼 거리를 이동하는 곤충이기 때문에 낮은 피치의 울음 소리를 냈을 것으로 보입니다. 문제는 이런 소리는 암컷 만이 아니라 박쥐도 잘 듣는다는 것입니다. 사실 이들은 중생대 쥐라기 부터 존재했던 그룹으로 당시에는 박쥐가 없어 이런 방식이 잘 통했을 것입니다. 하지만...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기