삼성전자가 친환경 냉각 기술 분야에서 새로운 가능성을 제시했다. 삼성전자는 미국 존스홉킨스대학교 응용물리학연구소와 공동으로 진행한 차세대 펠티어 냉각 기술 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 발표했다고 28일 밝혔다.

이번 산학협력은 삼성리서치 라이프솔루션팀과 라마 벤카타수브라마니안 교수 연구진이 함께 추진한 것으로, 나노공정 기술을 활용해 기존 대비 냉각 효율을 획기적으로 개선한 박막 펠티어 반도체 소자를 세계 최초로 개발하고 이를 실제 냉장고 시스템에 적용해 실증하는 데 성공했다.

펠티어 냉각은 전기를 공급하면 한 면이 냉각되고 반대면이 가열되는 원리를 활용한 반도체 기반 기술로, 냉매가 전혀 필요하지 않아 환경오염 우려가 없는 차세대 냉각 방식으로 주목받아왔다. 기존 증기 압축 방식의 냉장 시스템과 달리 보다 빠르고 정밀한 온도 제어가 가능하다는 장점도 갖는다.

특히 연구진이 개발한 고효율 박막 펠티어 소자는 기존보다 약 75% 향상된 냉각 성능을 기록했으며, 크기와 무게까지 줄여 소형화에도 성공했다. 이를 적용한 냉장고는 실제로 기존의 증기 압축 냉장고보다 우수한 냉각 성능을 보여, 냉매 없는 친환경 냉장 기술의 상용화 가능성을 입증했다.

이번 성과는 냉장고 같은 소비자 가전은 물론이고, 정밀한 온도 제어가 필요한 반도체 장비, 의료기기, 전장 부품, 데이터센터 서버 냉각 등 다양한 산업군으로 확장될 수 있는 기술적 기반이 마련됐다는 점에서도 큰 의미를 지닌다.

또한 새로운 반도체 박막 증착 방식을 적용하면서 자원 효율성도 대폭 향상됐다. 개발에 필요한 펠티어 소재 양이 기존 대비 약 1/1000 수준에 불과해 비용과 환경적 부담을 모두 줄인 것이 특징이다.

삼성전자는 이번 기술을 바탕으로 고성능 친환경 냉각 기술을 선도해 나가겠다는 방침이다. 회사 관계자는 “앞으로도 지속적인 혁신 기술 개발을 통해 환경과 산업의 조화를 이루는 미래 냉각 기술 생태계를 구축해 나가겠다”고 말했다.