화학뉴스

페인트가 태양열발전 장수명화·고효율화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
일본 나노프론티어(Nano Frontier Technology)는 CNT(Carbon Nano Tube) 복합소재 개발 및 용도 개척에 주력하고 있으며, CNT와 이산화티타늄(TiO2: Titanium Dioxide)을 혼합하면 높은 광흡수막을 생성할 수 있다는 사실을 발견하고 태양열발전용 페인트 개발을 추진하고 있다.
태양열발전은 태양광발전 대비 발전효율이 우수하고 열을 비축해 야간에도 전기를 생산할 수 있다는 점이 특징으로 차세대 재생가능에너지 가운데 하나로 각광받고 있다.
하지만, 발전설비 설치를 위해 반경 1킬로미터의 크고 평탄한 땅이 필요하다는 점과 강설 등으로 태양광이 차단되면 발전효율이 저하된다는 문제가 있어 아직 중국, 유럽, 미국, 중동, 아프리카 사막지대 등에서 100MW급 설비 도입을 추진하는 수준에 머물러 있다.
태양열발전은 집열부가 약 섭씨 700도 고온까지 상승하므로 보호를 위해 칠하는 페인트가 박리·열화되기 쉬우며 도막이 90% 이하까지 열화되면 2-3년에 1회 가동을 중단하고 1주일 동안 재도장이 필요해 재도장 기간 발생하는 기회손실은 막대한 수준으로 파악된다.
아울러 높은 곳에 인력을 투입해 재도장하기 때문에 안정성 및 효율성 측면의 문제도 제기되고 있다.
나노프론티어테크놀로지가 개발한 태양열 흡수 페인트는 금속면과 밀착되는 베이스층, 이산화티타늄과 흑색 충진재를 혼합한 광흡수막층, 실리카(Silica) 나노 입자로 이루어진 탑코트층 등 3층 구조로 형성되며 탑코트층은 막의 강도를 강화해 고온 내구성을 확보하고 광흡수막층은 미세공 구조로 이루어져 광흡수율 향상에 기여한다.
나노프론티어테크놀로지는 850도, 3000시간 가열 시험을 통해 신제품이 96% 이상의 광흡수율을 유지할 수 있음을 확인했으며 광흡수막층에 무작위로 형성되는 미세공 구조가 다양한 각도에서 쏟아지는 빛을 흡수해 발전효율을 향상시키는데 기여한다는 점을 증명하고 현재 미국, 남미, 유럽, 중동 등에서 특허 취득에 성공했다.
태양열발전용 페인트 시장은 항공우주용으로 개발한 실리콘계 페인트가 주류를 이루고 미국 Pyromark가 시장의 90%를 장악하고 있는 가운데 나노프론티어테크놀로지는 오스트레일리아 국립대학과 내열시험을 통해 Pyromark의 페인트를 상회하는 내열성과 광흡수율을 증명해 1번째 채용 확보를 유도할 계획이다.
아울러 2024년 1월 오스트레일리아 태양열발전기업 Vast와 공동으로 드론을 활용한 집열부 도포 실험에 나설 예정이며 벤처캐피탈로부터 2000만엔(약 1억8000만원)의 실험비용 조달에 성공했다.
실험이 성공하면 사우스오스트레일리아주(South Australia)에 Vast가 건설할 예정인 태양광발전소에 채용될 전망이며 태양열발전용 페인트 시장에 변화를 일으킬 수 있을지 주목된다.
한편, IEA(국제에너지기구)에 따르면 글로벌 태양열발전 시장은 2030년 12조엔(약 109조원), 2050년에는 48조엔(약 434조원)까지 확대될 것으로 예상된다. (Y)