스마트 윈도우를 위한 전기변색용 산화물 박막 및 기기

전문가 제언

○ 오늘날 인류의 반 정도가 도시에 거주하여 세계 주 에너지의 30~40%가 건물에서 소비되고 이에 사용되는 전기는 총 전기의 약 70%가 된다고 한다. 미국의 상세정보에 의하면, 2010년 빌딩 내 에너지 소비내역은 공간 난방, 냉방, 조명이 각각, 23%, 15% 그리고 14%이었다. 건물에서 창호를 통한 에너지 손실이 최대이므로 이의 절감을 위한 연구개발은 오랜 역사를 가진다. 서구에서 유리창 절연용 low-e 기술 등이 제한된 효과가 있었으나 2중 이상의 창호시스템은 너무 고가이며, 건물일체형 태양전지(BIPV)는 에너지 절감 효과 기대가 적다.

 

○ 에너지 절감을 위해 전기변색, 열변색, 광변색, 고분자분산액정, 현탁입자분산 등의 스마트 윈도우 기술이 개발되어 사용되어왔는데, 외부자극(빛, 열 등) 변화에 따른 관리와 설비가 고가로 보급이 어려웠다. 간단한 스위치 조작으로 쉽게 광 투과도를 변화시켜 에너지 출입을 조정하는 능동형 스마트 윈도우가 건물을 제외한 작은 디스플레이, 고급 여객기, 자동차 등에 이미 상용화로 등장하고 있다. 전기변색은 가장 많이 연구되었는데 전기(이온과 전자)에 의해 WO3 등 금속산화물의 금속(W 등) 원자가변화에 의한 착색이 태양광 유입을 차단하는 원리이다.

 

○ 이 글은 스웨덴 Uppsala 대학교 C.G. Granqvist 교수의 스마트 윈도우를 위한 전기변색에 대한 비판적 고찰이다. 저자가 일생 연구한 금속 산화물 기반 전기변색의 기초 원리부터 2014년 상용 평가단계에 있는 유연성 고분자 기판 기반의 적층형 스마트 윈도우 시스템까지 논하고 있다. 건물 스마트 윈도우 기술의 해설서이다. 전기변색 산화물(막), 혼합산화물(막), 전해질 및 이의 기능화, 전기변색 기기 및 설계 예 등이 포함되어 있다. 이후 외부자극에 스스로 반응하여 외부전원이 필요 없는 차세대 스마트 윈도우 시스템은 전기 생산까지 고려해야 할 것이다.

 

○ 한국은 스마트 윈도우 연구에 국가적 지원을 모범적으로 하고 있다. 한국생산기술연구원의 김태원(금속산화물 소재 관련), 김양배, 특히 (주)큐시스의 홍진후 지원은 전기영동 나노입자 이용, 자동차 후면경용, 고분자분산액정형 등으로 적극적이고, 전자부품연구원의 최주환, 그리고 (주)상보의 김현철(자동차용) 등은 일례이다. 논문은 많아 제외했다.

저자

C.G. Granqvist

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2014

권(호)

564()

잡지명

Thin Solid Films

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

1~38

분석자

변*호

분석물

• 스마트 윈도우를 위한 전기변색용 산화물 박막 및 기기.pdf [411,657 byte]

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