주절주절이야기 3 ( 온실효과와 돌파구 )

 

1. 올해 우리나라 학교에서 6~7월에만 사용한 냉방비는 약 300억임

 

 

2. 덕분에 학교는 시원했음. 근데 한 여름철도 아닌데 저정도 씀.

 

 

3. 전세계 전력량의 10%는 냉방전력으로 쓰일정도임 ㄷㄷ

 

 

4. 지구온난화가 가속화되어 해가 지날수록 냉방에 쓰이는 전력은 늘어갈것으로 보임.

 

 

5. 한편 사하라사막에 사는 '사하라 은개미' 는 버틸수 있는 체온한계가 약 54도임. 

 

 

6. 사하라 대낮 모래위 온도는 최소 60부터시작함;;  걍 개미는 뒤지세요 임.

 

 

7. 근데 어떻게 살아있을까? 특수한 형태의 털이 자체적으로 몸을 51도 이하로 냉각시키기 때문임. ??? 머고

 

 

8. 정확히는 복사냉각기술이라고 함. 거의 뭐 흑마법임.

 

 

9. 이해하기 위해선 지구온난화를 자세히 짚고 가야함.

 

 

10. 총균쇠 저자 다이아몬드 성님은 2050년쯤이 인류멸망의 변곡점이 될거라고 보고있음.

 

 

11. 핵심요인은 양극화, 저출산, 온도상승으로 인한 기후변화 등임.

 

 

12. 최근 알래스카지역의 30년간 기후를 관측했는데 이거 뭐 얼음덩이들이 죄다 녹음

 

 

13. 아 그럼 알래스카 사는사람들은 따듯해서 좋은거 아니냐 할수있지만 지구는 꽤 복잡함.

 

 

14. 지구에는 거대한 공기의 흐름이 있는데 이런 흐름이 자연현상의 대부분을 일으키는 원동력임.

 

 

15. 기온이 망가지면 공기의 흐름이 망가짐.  

 

 

16. 흐름이 망가지면 날씨가 망가짐. 지구야 아프지마 ㅠ 

 

 

17.사실 지구가 아픈건 아님.  인간이 죽는것임.

 

 

18. NASA에 의하면 1880년부터 1950년까지는 지구 기온이 말짱했음.

 

 

19. 그러다가 1960년도부터 지금까지 약 1도정도 오름. 우연인가? 

 

 

20. 엥 오히려 1960년도 이후부터 태양에서 오는 열에너지는 이전보다 미세하게 줄음.

 

 

21. 그럼 합리적으로 지구의 어떤 요인에 의해 온도상승이 이루어졌다고 추론 쌉가능.

 

 

22. 주범은 온실가스임.

 

 

23. 온실가스가 온실온실하다는건 알지만 정확히 어떤메카니즘인지 잘모름.

 

 

24. 온실효과는 열역학 제2법칙 때문에 나타남.

 

 

25. 열에너지는 뜨거운곳에서 차가운곳으로만 이동함.

 

 

26. 자연의 섭리이고 거스를 수 없음.

 

 

27. 무슨말이냐면  내뱉은 말과 부어버린 탕수육소스는 주워담을 수 없다는 것이랑 같음.

 

 

28. 열에너지가 뜨->차 이동하는 과정의 방식은 크게 세가지가 있음.

 

 

29. 대류, 전도, 복사임.

 

 

30. 간단히 설명하면 대류는 공기가 삥삥도는거임.

 

 

31. 전도는 뜨거운 밥공기 손으로 못잡는거임.

 

 

32. 복사는 빛의 형태로 열이 전달되는 방식임.

 

 

33. 온도가 주위보다 높은 물체는 빛을 발산하여 더 차가운곳으로 열을 보낸다고 보면됨.

 

 

34. 태양이 지구까지 빛의 형태로 열에너지를 보내는게 열복사임.

 

 

35. 마찬가지 사람도 복사를 하고있음. 실제 20~100도의 물체는 중적외선을 뿜어냄.

 

 

36. 통상 우리 주변의 온도는 인체보다 낮음.

 

 

37. 공기중에서 앞서말한 방식중 대류나 전도는 잘 안일어남. 거의 복사만 일어남.

 

 

38. 실제 우리는 적외선의 형태로 에너지를 계속 밖으로 내뿜는것임.

 

 

39. 그게 태양의 시스템과 같음.

 

 

40. 지구도 마찬가지임.

 

 

41. 지구의 평균온도는 300K임. 따라서 중적외선을 뿜음. 

 

 

42. 우주의 평균온도는 2K임.

 

 

43. 당연히 지구는 우주로 열을 뿜뿜함 

 

 

44. 근데 왜 안차가워짐? 

 

 

45. 지구는 사실 뿜뿜하고싶어 안달이난 상태임

 

 

46. 모닝똥이 가득찼는데 동구녕이 없는거임.

 

 

47. 지구 대기의 몇몇 기체들이 지구의 열똥꾸녕을 막고있는것이라고 보면됨.

 

 

48. 근데 또 여기서 의문이 생김.

 

 

49. 도대체 어떻게 기체가 온실 '효과' 를 나타내는가임.

 

 

50. 여기서 빛의 파장대가 중요함. 좀 복잡한 이야기임.

 

 

51. 태양은 약 0.1~1 마이크로미터 크기의 파장을 가진 빛을 복사함. 이게 가시광선임.

 

 

52. 지구가 뿜는 중적외선은 파장대가 5 ~ 30 마이크로 미터임.

 

 

53. 대기중 온실효과를 일으키는 기체는 주로 수증기, 이산화탄소임.

 

 

54. 얘네들은 중적외선 파장대의 빛을 흡수함. 

 

 

55. 또한 수증기와 이산화탄소가 상호보완적이라 특정 파장대를 각각 보완하며 다 흡수함.

 

 

56. 얘네들이 나가는 열을 다막으니 지구가 ㅈㄴ 뜨거워 지는거임. 대신 태양빛은 안막음 ㅋ

 

 

57. 반대로 온실가스없었음 다 얼어죽었음.

 

 

58. 근데 여기서 과학자들이 특이점을 발견함.

 

 

59. 킹산화탄소와 갓증기도 8~13 마이크로미터 파장대역은 애매도스하게 흡수를 못하는것임.

 

 

60. 열이 우주로 빠져나갈 샛길을 발견해낸거임.

 

 

61. 기본 골자는 혐실가스들이 먹지않는 8~13 파장대역의 적외선만 뿜뿜하면 온도가 낮아진다라는 것임.

 

 

62. 이게 '복사냉각' 기술의 원리임.

 

 

63. 전력없이도 우주와 열교환을 통해 냉각이 된다고 보면됨.

 

 

64. 킹치만 지구의 어벤저스들이 이사실을 몰랐을까?

 

 

65. 사실 50년전에도 알고있었음.

 

 

66. 1975년, 이때리 연구진들이 특정물질의 표면을 읔엨해서 8~13 중적외선을 뿜뿜하게 했음.

 

 

67. 그리고 그 외 대부분의 전자기파는 막음. 결과는 실제 주변보다 10도정도 시원해졌음.

 

 

68. 그리고 페인트로 개발해서 건물에 발랏더니 낮아진다는거 확인해버림.

 

 

69. 갓치만 안쓰는이유가 있었음.

 

 

70. 당시 실험이 한겨울 새벽에 이루어졌음.

 

 

71. 현실적으로 대낮 땡볕에도 작동하는지는 확인못했기 때문임.

 

 

72. 킹래서 대낮 땡볕에도 가능한지 확인하면 될꺼아냐~

 

 

73. 2014년 스탠포드대 '샨리팬' 겨스님 팀이 그걸 해냄.

 

 

74. 대낮 뙤약볕 옥상위에서 성공해버림. 어케했누..?;;

 

 

75. 유리는 통상 9마이크로미터 파장대의 적외선을 방출함.

 

 

76. 여기에 여러 원소를 처발처발+ 에어포켓 해서 만듬.

 

 

77. 이 물질은 태양의 직사광은 100% 반사시키고, 물질자체의 열복사로 주변으로 에너지만 방출하게됨.

 

 

78. 그러니 온도가 계속 낮아짐.

 

 

79. 실제로 주변 기온보다 10도 낮았음.

 

 

80. 샨리팬팀이 대단한이유는 대낮에 옥상은 개뜨겁기때문임. 심지어 공기 온도보다 더 뜨거움.

 

 

81. 당근빳따 네이처지에 실리고 과학계가 떠들썩해보림.

 

 

82. 이에 힘입어 2016년 샨리팬은 한걸음 더나아감.

 

 

83. 복사냉각기술로 자연계물질이 극한의 냉각충 가능충 도전함

 

 

84. 아까만든거에다가 에어포켓 대신 진공 쳐발쳐발해서 대류,전도 완전막음.

 

 

85. 그다음 똑같이 옥상에 올려놨는데 영하 -35도까지 냉각되었음.

 

 

86. 미친도란스임.

 

 

87. 킹치만... 한계점은 있었음. 실험이 캘리포니아에서 이뤄졌는데 날씨가 넘좋았음.

 

 

88. 지구에는 습하고 더운곳이 많은데 그래도 저게 먹힐것인가? 하는거임.

 

 

89. 바로 2019년 타이완남바완 짱개국 연구진들이 습도와 연관성을 실험함.

 

 

90. 한국의 혐름급인 온도 30도에서 습도를 조절하며 실험함.

 

 

91. 그러자 습도가 50%만 되어도 물질의 냉각효율이 1/4이 떨어졌음. 습도 100%에선 절반으로 줄음.

 

 

92. 그래도 습도 60%에서 주변온도보다 4도정도 내려감. 8도는 비빔면이 최고임.

 

 

93. 근데 미세먼지는요? 영향없음?

 

 

94. 미세먼지는 다행히 10~13파장대만 흡수해서 아슬하게 살아남아보림.

 

 

95. 2019년 사이언스지에 논문이 하나 게재됨.

 

 

96. 미국에 목재건물 많으니까 샨리팬 성님이 만든걸로 목재를 만든다면~?

 

 

97. 셀룰로오스 나노섬유 어쩌고 기반의 목재 개발해서 복사냉각건물을 지음.

 

 

98. ㅁㅊ 새벽에는 10도, 대낮에는 5도정도 주변보다 냉각됨.

 

 

99. 이거로 미국전역에 확대하면~? 미국 총전력의 20% 절감효과 나온다고 계산기 뚜드림.

 

 

100. 여기서 끝이아님.

 

 

101. 옷도 그걸로 만들자고함.

 

 

102. 이미 누군가함.

 

 

103. 2018년 폴리에틸렌 직물소재에 산화아연 나노입자를 아몬드봉봉마냥 처박음

 

 

104. 폴리에틸렌은 중적외선을 투과시켜 기본적으로 몸의 열발산이 잘일어나게해 시원한소재임.

 

 

105. 산화아연 아몬드봉봉이 대부분의 가시광선을 반사시킴.

 

 

106. 결과는 면티보다 5도 낮았더라임. 대박

 

 

107. 여기서 끝이아님.

 

 

108. 저명한 네이처 학술지 의친구 셀 의친구 줄이라는 학술지에서  또 샨리팬 등장함.

 

 

109. 2019년 복사냉각장치의 아모고토안해도 10도낮음 효과를 이용함

 

 

110. 대기와 장치의 온도차를 이용해 전력을 생산해냄.

 

 

111. 밤에는 더 효과적임.

 

 

112. 열전소자를 샨리팬장치에 달아놓으니 밤새 전력이 생산되어 전구가 켜졌음.

 

 

113. 거의 무환동력인거임.

 

 

114. 실제로 미국에 복사냉각을 이용한 스타트업기업이 ㅈㄴ생겼음.

 

 

115. 여기서 끝이아님.

 

 

116. 2020년 이 복냉기술을 태양광발전에 업뎃하자고 생각해냄.

 

 

117. 태양광 발전은 효율이 구림 약 20%대

 

 

118. 태양빛의 80%는 단순히 태양광발전기를 뎁혀버림. 여름철엔 100도까지 올라감.

 

 

119. 태양전지는 열을 받으면 제기능을 잘못함.

 

 

120. 그래서 이 복냉장치를 태양전지에 달아놓은거임.

 

 

121. 그랬더니 대박

 

 

122. 여기서 끝이아님 걍 ㅅㅂ 킹각갓사기술 페인트를 만들어서 아무대나 처바르자고 생각함. 개꿀

 

 

123. 미국 제록스파크사에서 나노입자 갈아넣은 괴랄냉각페인트를 만들어버림.

 

 

124. 역시나 성공 주변보다 5도정도 낮았음.

 

 

125. 2020년 사이언스 논문에 실제 전세계 복사냉각기술이 적용될 경우 분석한 논문이 게재됨.

 

 

126. 성공하면 지구는 회춘함.