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동향 기본정보
스마트 윈도우의 에너지 효율을 향상시키는 나노입자
동향 개요
| 기관명 | NDSL |
|---|---|
| 작성자 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 | 2018-09-10 00:00:00.000 |
| 내용 | 미 에너지부의 아르곤 국립 연구소(Argonne National Laboratory)의 연구진은 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 새로운 스마트 윈도우를 개발했다. 이 스마트 윈도우는 나노입자로 만들어지는데, 이번 연구진은 이런 나노입자를 기존 방법에 비해서 5 배 더 저렴하게 만들 수 있는 새로운 공정을 개발했다. 미국 건물은 비효율적인 창문으로 에너지의 약 30%가 누출됨으로써 매년 420억 달러의 비용을 지불한다. 열 변색성 스마트 윈도우는 겨울에는 적외선 에너지를 통과시켜서 건물을 따뜻하게 유지하고 여름에는 적외선 에너지를 차단하여 건물을 차갑게 유지한다. 나노입자 기반의 바나듐 이산화물 박막은 저온과 고온에서 태양 변조 수치(solar modulation value)를 약 2 배까지 변화시킬 수 있다. 태양 변조는 저온과 고온에서 제어될 수 있는 태양 에너지의 양이다. 열 변색성 기술은 수십 년 동안에 산업적인 관심을 불러왔지만 높은 비용과 제한적인 성능 때문에 많은 적용을 하지 못하고 있다. 이런 열 변색성 물질 중에 나노입자 형태의 바나듐 이산화물은 스마트 윈도우를 위한 최고의 물질이었다. 그러나 지금까지 바나듐 이산화물 나노입자를 저렴하게 제조할 수 있는 방법을 찾지 못했다. 연속 순환식 공정(Continuous flow processing)은 유럽에서 점점 더 많이 사용되는 기술로서 에너지 효율과 재료 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 잠재적으로 위험한 고온 및 고압 조건이 필요 없다. 배치식 생산 공정은 2~3일이 소요되고 수동 원료 투입 및 추출이 필요하다. 그에 비해서 이번에 개발된 방법은 단지 몇 분 안에 나노입자를 제조할 수 있다. 또한 보다 균일한 크기의 나노입자를 생성할 수 있고 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 기존의 창문은 적외선 열을 차단하기 위해서는 154℉에 도달해야 한다. 텅스텐을 포함하는 바나듐 이산화물 나노입자를 함유한 윈도우는 77℉에서 임계 전이 온도를 가진다. 이번에 개발된 연속 순환식 공정은 기존의 방법에 비해서 5 배 이상 저렴하게 나노입자를 제조할 수 있을 것으로 추정된다. 스마트 윈도우 시장은 2014년에 10억 달러에 달하고 2021년에 약 30억 달러에 도달할 것으로 예상된다. 바나듐 이산화물 열변색 기술이 더 발전하기 위해서는 나노입자의 크기가 100 나노미터에서 15 나노미터 또는 20 나노미터까지 감소해야 한다. 작은 나노입자는 큰 나노입자보다 두 가지 장점을 가진다. 첫 번째는 더 적은 빛을 산란해서 윈도우 필름을 더 투명하게 만든다. 두 번째는 적외선 열을 더 잘 변조해서 에너지 효율을 높일 수 있다. 이번에 개발된 제조 공정은 모든 종류의 나노입자 제조에 적용 가능하기 때문에 나노입자 활용 분야에 새로운 패러다임을 열 수 있을 것이다. |
| 출처 | |
| 원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2018004494 |
| 첨부파일 |
추가정보
| 과학기술표준분류 | |
|---|---|
| ICT 기술분류 | |
| 주제어 (키워드) | 1. 스마트 윈도우; 나노입자; 에너지; 바나듐 이산화물 2. smart window; nanoparticle; energy; vanadium dioxide |