PDMS 기반 마이크로 구조의 복사냉각 성능에 관한 연구

Abstract

기존의 냉방 시스템은 주로 냉매가스를 이용하여 대류를 시키는 방식으로 많은 에너지를 소비 하며 온실가스를 배출하는 등의 도심 열섬현상과 지구온난화를 가속화시키는 주범이다. 이를 해결하기 위한 주간환경 복사냉각 메커니즘은 에너지 소비 없이, 그리고 온실가스의 배출 없이 친환경적으로 시스템을 냉각시킬 수 있는 시스템으로 각광받고 있다. 주간환경에서는 sky window 영역(8 $\mu$m – 13 $\mu$m)에서 대기의 투과율이 거의 1에 가까운 현상을 보인다. 따라서 이 파장대역에서 높은 방사율을 구현하면 우주로 방출하는 방사열을 극대화시킬 수 있다. 이를 제외한 파장대역에서는 태양열 및 대기복사열의 흡수를 차단하기 위한 낮은 흡수율이 필요하다. 따라서 효과적인 주간환경 복사냉각 시스템을 구현하기 위해서는 sky window 영역(8 $\mu$um- 13 $\mu$um)에서만 방사율이 높고 이를 제외한 나머지 스펙트럼에서는 방사율이 낮은 파장선택적 방사체의 구현이 필수적이다. 본 연구에서는 sky window 영역에서 방사성능을 갖고있는 PDMS, 그리고 태양광 영역에서 높은 반사율을 구현할 수 있는 은 거울을 이용하여 기존 연구와 비교해서 효과가 뒤처지지 않고 보편화된 MEMS공정을 사용한 sky window 영역에서 90% 이상의 방사율을 갖는 주간환경 복사냉각 시스템을 설계하고 실제작함으로써 성능을 검증하였다.