- 기계硏 임현의 박사팀, 자기세정 컬러유리 개발

임현의 박사(가운데), 박승철 박사(가운데), 여선주 선임연구원(오른쪽)이 자기 세정 기능을 갖춘 컬러유리를 들어보이고 있다.[한국기계연구원 제공]
임현의 박사(가운데), 박승철 박사(가운데), 여선주 선임연구원(오른쪽)이 자기 세정 기능을 갖춘 컬러유리를 들어보이고 있다.[한국기계연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 아름다운 색채를 가지면서 오염에도 강한 고부가가치 컬러 유리를 만들 수 있는 기술을 개발했다. 건물 일체형 태양광 발전시스템 상용화를 앞당길 것으로 기대된다.

한국기계연구원은 나노융합장비연구부 임현의 박사 연구팀이 유리 표면에 고기능성 나노소재인 금속과 실리카 나노입자를 코팅, 다양한 색상에 자기세정 기능까지 갖춘 유리를 만드는데 성공했다고 4일 밝혔다.

연구팀은 금속나노입자의 플라즈모닉 효과를 이용해 기존 색 유리 보다 내구성이 강한 빨강, 파랑, 노랑 등 모두 8가지 색상의 컬러 유리를 만들었다. 나노입자의 농도와 코팅 두께에 따라 투과율도 조절할 수 있다. 또한 유리 표면에 친환경 소재의 발수 실리카입자를 코팅해 오염물을 튕겨내는 자기세정 나노구조로 만들었다.

연구팀은 자기세정 컬러유리로 만든 태양전지 모듈을 건물의 외벽에 3㎾급으로 설치하고 1년 간 시험평가를 거쳐 안정적인 효율을 확인했다. 이 유리는 현재 사용 중인 짙은 푸른색 태양광 모듈(평균 17%) 대비 80% 수준의 효율을 거두면서 뛰어난 심미성과 자기세정력을 갖춰 내구성이 더 좋다.

현재 대부분 태양광 발전에는 검푸른 유리모듈이 쓰이고 있다. 일부 새로 개발되는 컬러모듈도 있지만 컬러를 염료로 만들다보니 안정성이 떨어진다는 한계가 있었다. 또 증착공정을 사용하는 방법은 외국이 기술을 독점하고 있어 활용에 제약이 있었다.

하지만 이번에 개발한 고부가가치 컬러 유리 제조 기술 개발은 발수 실리카 나노입자의 합성에 관한 원천 기술을 확보한 것으로, 컬러 유리 제조부터 자가세정 컬러 필름, 초발수 페인트 제조 등 다양한 분야에 응용할 수 있다.

고부가가치 자기 세정 컬러 유리 및 필름 시제품.[한국기계연구원 제공]
고부가가치 자기 세정 컬러 유리 및 필름 시제품.[한국기계연구원 제공]

또한 1㎡급 나노입자 코팅장비 구축에도 성공했다. 이를 활용하면 자기세정 컬러 유리를 1㎡ 규모로 생산할 수 있다. 이 기술은 유연한 필름에도 적용이 가능해 자가 세정 컬러 필름도 만들 수 있다.

임현의 박사는 “발수 실리카 나노입자는 삼겹살을 굽는 돌판을, 컬러유리는 성당의 스테인드글라스를 보며 아이디어를 얻었다”며 “친환경 나노기술을 활용한 태양전지가 건축 유리나 외장재에 활용돼 우리의 생활을 지속가능한 방향으로 만들어가는 데 도움이 되길 바란다”고 말했다.


nbgkoo@heraldcorp.com