투명 창문이 태양광 패널! 혁신상 수상한 폴란드 회사

2023년 4월 독일 뮌헨. 세계에서 가장 큰 건축자재 박람회가 열렸다. 한켠에 자리잡은 폴란드 회사에 세계적으로 유명한 엔지니어와 건축가들의 시선이 집중되었다. 기후위기가 현실이 되고 있는 시점에서 그들은 마치 오아시스를 만난 것과 같은 표정이었다.    

지금은 탈탄소 시대다.

유럽은 2030년까지 완전한 탈탄소 목표를 두고 있다. 그렇지만 지구는 인간들의 이러한 목표가 어처구니 없다는 듯 보란듯이 열을 더 뿜어내고 있다. 유엔에서는 2030년이 아니라 앞으로 4년 이내에 지구 온도 상승을 막는 실질적인 조치가 취해지지 않으면 인류 멸망 시나리오가 시작될 것이라고 경고한다.

지구 온도를 낮추는 것은 어렵겠지만 지금부터 온도 상승을 막기위해서는 친환경 에너지 사용이 우선된다.

그 중 태양광 에너지는 현재 일반에도 가장 보편적으로 보급되어 있는 친환경 기술이다.

그렇지만 태양광 에너지의 큰 단점 중 하나는 패널 설치를 위한 많은 공간이 필요하다는 것이다. 그리고 도시 경관을 해친다는 지적도 많다. (해상 태양광 패널 설치 시 경관을 해친다는 비판 목소리가 높은 것을 보면..)

그리고 여기! 태양광 패널을 투명 유리로 만들어 건물 창문으로 설치하는 회사가 있다.

폴란드 회사인 ML 시스템은 태양열로부터 전기를 생산할 수 있는 반투명 퀀텀닷 유리를 개발했다. 

작동원리는 뭐죠?

이 태양광 유리는 반투명을 유지하면서 태양으로부터 전기 에너지를 생산할 수 있다. 밤이나 흐린 날에도 인공 조명으로 계속 작동할 수 있다. 햇빛이 없는 날 효율성이 떨어지는 태양광 에너지의 큰 단점을 보완할 수 있는 것이다.

또한 단열 계소도 높다는 것이 설계자의 주장이다. 이 혁신적인 태양광 기술은 육안으로는 보이지 않는 나노미터 크기의 반도체인 퀀텀닷 층으로 구성되어 있다. 이 나노 입자들은 서로 전자를 전달하여 전류를 생성하는 움직임을 만든다. 즉, 양자 활성층은 정확한 범위에서 전자파를 흡수하고 방출할 수 있다. 이러한 방식으로 자외선과 적외선을 전기 에너지로 변환할 수 있다.

ML 시스템 연구진은 이 유리가 과열의 영향을 제한할 수 있다고 덧붙였다. 더불어 빛의 입사각은 퀀텀닷으로 만든 코팅 성능에 영향을 미치지 않는다. 

퀀텀닷 활성층 유리의 주요 장점은?

퀀텀닷 유리 기술은 전기를 생성하는 기능 외에도 건물의 단열 및 에너지 단열을 향상시킨다. 퀀텀닷 유리는 건강에 해로운 UVA, UVB 및 UVC 광선을 100% 흡수할 수 있다. 이 태양광 장치는 열에 대한 민감도가 낮다는 추가 이점도 있다. 집 안의 열 전달을 줄여주기에 여름철 에어컨 사용을 제한하여 에너지를 절약할 수 있다. 과학자들에 따르면 이 퀀텀닷 유리가 도시 오염, 악천 후, 안개 및 우박에 강하다고 발표하였다. 시중에 나와 있는 다른 유리보다 무게가 약 70% 가볍다는 점도 큰 장점이다. 여기에 고객의 요구에 따라 태양광 유리 투명도도 조절할 수 있다.

2023년 4월 독일 뮌헨에서 열린 건축자재 박람회에서 ML 시스템은 혁신상을 수상했다. ML 시스템은 새로운 반투명 태양광 기술은 선구적인 사고의 결실이라며 기뻐했다. 회사 운영진은 “이 기술은 실제 시장의 요구를 충족하고 있으며, 연구부터 개발 및 실험, 제품 생산에 이르기까지 수년간의 노력에 대한 인정을 받은 것”이라며, 앞으로 미래를 긍정적으로 보았다.

ML 시스템은 퀀텀닷 태양광 유리 기술을 자동차에도 접목시켜 배터리 충전을 용이하게 하고 있다.