[요즘 과학 따라잡기] 전기 없이 지구 식히기/강구민 KIST 나노포토닉스연구센터 선임연구원

지구온난화 차단 기술들

기록적 한파와 이상고온 현상이 매년 반복되는 등 지구온난화는 심각한 기후변화와 인명 피해를 초래하고 있다. 온난화는 태양에 의해 뜨거워진 지구가 방출하는 열 복사에너지가 대기 중 이산화탄소와 같은 온실가스에 흡수된 후 지표면으로 재방출되는 과정을 통해 일어난다. 뜨거워진 지구 때문에 냉방 가동률이 높아지고 그로 인한 온실가스 배출이 증가해 온난화가 더욱 가속된다.

한편 빈 공간인 우주의 온도는 영하 270도다. 지구에서 가장 추운 남극점도 최저기온이 영하 100도에 불과하다. 최근 과학자들은 “우주를 히트 싱크로 활용해 뜨거워진 지구를 식힐 수 있지 않을까”라는 기발한 상상을 하고 있다. 원리는 단순하다. 태양으로부터 받은 열을 잘 내보내는 소재를 이용해 지구의 열에너지를 우주로 방출하자는 것이다.



대기 중에는 적외선인 지구 복사열이 흡수되지 않고 통과하는 투명한 영역이 있어, 대기권을 넘어 우주 공간으로 열을 빼내는 것이 가능하기 때문이다. 이 영역에서 복사열을 잘 방출하는 복사 냉각 소재를 이용하면 별도의 에너지 투입 없이도 주변부보다 5~10도가량 온도를 낮출 수 있음이 여러 실험을 통해 밝혀졌다. 이를 ‘무전력 광학 복사 냉각 기술’이라고 하며 미래를 바꿀 냉각 기술로 주목받고 있다. 메타물질, 다공성 고분자 등 다양한 형태의 복사 냉각 소재들을 차량, 건물, 데이터 센터 등에 적용하면 열이 대기에 흡수되지 않아 온실가스 효과를 낮출 수 있을 것이다.