자석 냉장고 나왔다

자석으로 작동하는 '자기 냉장고'가 탄생했다. 미국 에임스(Ames)연구소의 칼 슈나이더 연구팀이 개발한 이 냉장고는 자석에 의해 냉각되고 상온에서도 작동한다. 또 가정용으로 실용화할 수도 있는 새로운 냉장고다.

이 자기 냉장고는 자기장을 걸어주면 열을 내는 반면 자기장에서 벗어나면 반대로 온도가 내려가는 '자기열 효과(magnetocaloric effect)'를 이용했다. 기존 냉장고는 액체 상태의 냉매가 팽창하면서 기체로 될 때 주위로부터 열을 빼앗는 원리를 이용하고 있다.

자기 냉장고는 가돌리늄(gadolinium) 가루를 영구자석으로 이용, 자기장을 인위적으로 만들어 냉각효과를 얻는다. 자기냉동으로 발생한 온도 차는 자석 주변을 흐르는 냉각수로 전달돼 냉장효과를 낸다.

이 자기 냉장고의 장점은 냉매없이도 작동이 가능해 환경오염을 막을 수 있다는 것이다. 기존 냉장고는 오존층 파괴물질인 프레온가스(CFC)를 냉매로 사용해 오존층 파괴의 주범으로 지목됐다.

또 기존 냉장고의 경우 냉매를 압축하면서 많은 에너지를 소비하지만 자기 냉장고는 가돌리늄이 든 영구자석 바퀴를 회전시키고 냉각된 물을 순환시키기만 하면 되므로 적은 에너지로도 작동이 가능하다.

자기 냉각(magnetic cooling) 기술은 낮은 온도의 물질을 더 낮은 온도로 냉각하는 극저온기술이다. 그러나 극저온 전자초전도자석이 필요해 그동안 가정용으로 사용이 불가능했다. 슈나이더 연구팀은 초전도자석을 상용 영구자석인 가돌리늄으로 교체하고 시스템의 크기를 크게 줄여 실용화시켰다.

슈나이더 박사는 "회전링을 가로지르는 열전도 유체를 동기화하는 등 몇가지 공학적 문제점만 해결하면 가정용 냉장고, 에어컨, 전자제품 냉방장치 등에 활용할 수 있을 것이다"고 밝혔다

최창희기자 cch@imaeil.com