약간의 햇빛으로 용광로 온도 1050°C 생성, 철강 생산 가능성 열려

약간의 햇빛만으로도 용광로와 비슷한 온도를 생성할 수 있는 연구 결과가 발표됐다. 취리히 연방 공과대학교 연구원들은 태양 에너지 농도의 136배에 불과한 농도로 1,000°C 이상까지 가열하는 데 성공했다. 이 기술은 특수한 반투명 소재로 용광로를 감싸 열에너지를 흡수하는 층에 정밀하게 조정된 석영 등을 적용해 가열에 필요한 파장만 포착하는 방식이다.

이 연구가 실용화되면 석탄을 수소로 대체하는 대신 햇빛을 직접 활용하는 것이 더 효율적일 것으로 예상된다. 지금까지는 햇빛을 포착할 충분한 거울이 필요해 실용적이지 않았지만, 새로운 소재 개발로 가능성이 열렸다.

철의 녹는점은 1,050°C이지만, 기존 용광로는 일반적으로 약 2,000°C 이상의 온도에서 작동한다. 반면 태양광의 순수한 농도는 지금까지 400~500°C에 불과했다. 1,000°C를 넘기려면 약 1000배의 햇빛 농도가 필요했지만, 석영으로 둘러싸인 용광로를 사용하면 농도의 절반이면 충분하다는 연구 결과가 나왔다.

이 기술의 핵심은 표면을 비교적 차갑게 유지하면서 임계점에 도달하면 고온에 도달하는 것이다. 외부 온도는 500°C 이하로 유지되지만, 오븐 내부 온도는 1,050°C까지 올라간다. 이 현상은 표면 냉각으로 인한 손실이 적다는 장점이 있다.
다음 단계는 3,000°C에 도달하는 것이다. 이 온도에서는 기존 용광로처럼 다양한 금속을 처리할 수 있다. 이에 따라 화석 연료 사용이 불필요해지고 시스템 효율성이 크게 높아질 것으로 기대된다. 태양광을 직접 사용하면 작동 온도에서 빛과 용광로 사이에 중간 단계가 없어 CO₂ 배출이 없고 에너지 절감 효과도 클 것으로 예상된다.


김진영 글로벌이코노믹 기자