'냉매 없는 냉장고' 상용화 성큼…삼성·존스홉킨스대, 네이처 논문 게재

차세대 펠티어 냉각 기술 공동개발

친환경 냉각기술 연구 논문 발표

고효율 박막펠티어 반도체 소자 활용

반도체·전장 등 다양한 산업 적용

삼성전자와 존스홉킨스대학 연구팀이 개발한 나노 박막 펠티어 소자와 고효율 펠티어 냉장고. 사진제공=삼성전자

삼성전자(005930) 재무분석차트영역상세보기가 친환경 미래 냉각 분야의 기술을 확보하며 냉매 없는 차세대 냉장고 상용화에 속도를 낸다.

삼성전자는 미국 존스홉킨스대 응용물리학연구소와 산학 협력을 통해 작성한 '차세대 펠티어 냉각 기술' 연구 논문이 세계적 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 게재됐다고 28일 밝혔다.

펠티어 냉각은 펠티어 반도체 소자에 전기를 가하면 한쪽 면은 차가워지고 다른 면은 뜨거워지는 효과를 활용한 기술이다. 냉매를 사용하지 않아 친환경·비화학적 차세대 냉각 방식으로 주목받고 있다. 이번 프로젝트에는 삼성리서치 라이프솔루션팀 연구진과 존스홉킨스대 응용물리학연구소 라마 벤카타수브라마니안 교수 연구진이 참여했다. 연구팀은 세계 최초로 나노 공학 기술을 활용해 '고효율 박막 펠티어 반도체 소자'를 개발하고 이를 활용한 고효율 펠티어 냉장고를 실증하는 데 성공했다.



삼성전자 측은 새 소자가 적용된 펠티어 냉장고가 기존 증기 압축 방식 냉장고의 냉각 효율을 능가하는 냉매 없는 차세대 냉장고의 상용화 가능성을 제시했다고 강조했다. 고효율 펠티어 냉각의 상용화를 위해서는 펠티어 반도체 소자의 냉각 효율이 중요한데 연구팀은 기존과 다른 반도체 박막 증착 방식의 생산 공정을 도입, 냉각 효율을 약 75% 향상시키고, 소형화·경량화도 달성했다.

아울러 새로운 생산 공정이 적용돼 소자 개발에 사용되는 펠티어 소재가 기존 대비 1000분의 1 수준에 그쳐 경제성과 친환경성도 개선됐다.

삼성전자 관계자는 “펠티어 냉각은 증기 압축 방식에 비해 빠르고 정확하게 온도 조절이 가능해 냉장고 등 가전제품뿐 아니라 반도체, 의료기기, 전장, 데이터센터 등 다양한 산업 분야에서 활용이 가능하다”고 말했다.