프레온 등의 유해성 냉매를 사용하지 않는 첨단 냉각장치인 열전소자(Thermo-electric heating & colling Module)의 국내 생산과 채택이 활기를 띠고 있다.
3일 관련 업계에 따르면 지난해 이후 써모텍, 대광산업 등의 국내 업체가 알루미늄 및 세라믹 기판 열전소자의 본격적인 국내 생산에 착수한 가운데 최근 충남대 금속공학과팀이 비스무스텔륨(Bi2Te3)계 고성능 열전 소자를 개발했으며 한국과학기술연구원(KIST) 금속연구팀 또한 이 소자를 응용한 각종 제품 개발에 착수했다.
이에 따라 그동안 극히 일부 영역에서만 사용돼온 열전소자는 최근들어 냉온 정수기, 소형 냉장고 등의 가전 제품은 물론 반도체용 칠러, 무선 기지국용 냉각 시스템 등 각종 첨단 산업 분야로까지 그 적용 대상이 크게 확대되고 있다.
열전소자는 프레온 등 유해성 냉매를 사용하던 기존 냉각장치들과는 달리 반도체 원리 및 전기적 흐름 제어를 통해 주위 온도를 빠르게 냉각 또는 가열시킬 수 있는 차세대 냉각 시스템으로 그동안 미국, 러시아 등의 선진국에서 우주 및 군사 분야에 주로 활용돼 왔다. 지난해 세라믹 기판 열전소자를 개발한 써모텍은 올해부터 이 제품의 본격적인 양산에 착수, 이미 국내 S전자의 냉온수기 및 자판기용 냉각시스템용으로 이 소자를 납품한데 이어 반도체 등 일반 산업 분야에 적용할 수 있는 고전압, 대형 열전소자의 개발도 이미 완료한 상태이다.
최근 급속 응고기술을 응용해 고성능 열전 소자 개발에 성공한 충남대 연구팀은 이 제품이 기존 단결정 성장법으로 제작한 열전 소자에 비해 기계적 강도와 열전도율이 훨씬 우수한 장점을 살려 반도체 및 컴퓨터관련 각종 정밀온도제어장치 개발에 이를 적극 활용해 나갈 계획이다.
이밖에 전기 냉난방 시스템 전문업체인 대광산업이 기존의 세라믹 대신 알류미늄 기판을 채용한 열전소자를 개발하고 이의 양산을 준비중이며 한국과학기술연구원(KIST)과 연세대, 홍익대, 인하대 등 일부 대학도 열전 소자 및 응용 제품 개발을 추진하고 있다.
이러한 열전소자의 국내 개발 및 생산 확대에 힘입어 이를 응용한 각종 제품도 잇따라 출시되고 있다.
웅진코웨이, 청호나이스, 삼성전자 등 국내 주요 정수기 생산업체들은 최근 기존의 프레온 컴프레서 냉각장치 대신 열전소자를 채택한 각종 정수 관련 제품과 김치저장고를 일제히 선보였다.
반도체 장비업체인 다산C&I도 프레온 냉매를 사용하던 기존 장비보다 제품 크기를 획기적으로 줄인 초소형 온도조절기(Chiller)와 항온항습장치를 개발, 출시했으며 동종 업체인 코삼도 관련 제품 개발을 현재 추진 중이다.
열전소자 생산 업체인 써모텍과 대광산업은 자사 생산 제품을 이용한 전자 김치독과 PCS 기지국용 냉방 시스템, 그리고 헤드폰형 졸음방지장치 등을 개발하고 이의 본격적인 출시를 준비하고 있다.
이밖에 국내 자동차업계도 기존 자동차와 동력원과 구동방식이 다른 새로운 냉방장치로 열전소자의 채용을 적극 검토중에 있으며 산업용 감시카메라 등 고화질 영상장치와 레이저 다이오드, 광통신모듈레이터 등 첨단 통신장비 분야에서도 이와 관련된 연구가 현재 진행중에 있어열전소자의 채택은 더욱 확산될 전망이다.
<주상돈 기자>