유리창에 김이 서리는 이유와 빨리 없애는 법

추운 겨울 아침, 일어나 보면 창문이 뿌옇게 흐려져 있습니다. 손가락으로 "안녕"이라고 쓰면 글자가 그대로 남죠. 그런데 한여름에는 에어컨을 켠 방의 창문이 바깥쪽부터 뿌옇게 변하기도 해요. 같은 김서림인데 어떤 때는 안쪽, 어떤 때는 바깥쪽에 생기는 이유는 뭘까요? 한 줄 정답: 김서림은 따뜻하고 촉촉한 공기가 차가운 유리를 만나 작은 물방울이 된 것 입니다. 그래서 따뜻하고 습한 공기가 닿는 쪽 면에 생겨요. 김서림의 정체: 유리에 맺힌 작은 물방울 공기 속에는 눈에 보이지 않는 수증기(물이 기체가 된 것)가 들어 있습니다. 그런데 공기가 품을 수 있는 수증기의 양은 정해져 있고, 따뜻한 공기는 많이, 차가운 공기는 조금 만 품을 수 있어요. 공기를 수증기를 담는 가방에 비유하면, 따뜻하면 가방이 커지고 차가우면 쪼그라드는 셈입니다. 따뜻하고 촉촉한 공기가 차가운 유리에 닿으면 유리 바로 옆의 공기가 식으면서 가방이 작아집니다. 담지 못하게 된 수증기는 유리 표면에서 물방울로 바뀌어요. 이 현상을 결로(이슬이 맺히는 현상) 라고 합니다. 이 물방울은 매우 작고 수가 많아서 빛을 사방으로 흩뜨리고, 그래서 유리가 뿌옇게 보입니다. 큰 물방울이 아니라 아주 작은 알갱이들이 모여 있기 때문에 투명하지 않은 거예요. 입김이 하얗게 보이는 것과 원리가 같습니다. 입김은 공기 중에 떠 있는 물방울이고, 김서림은 유리 표면에 붙은 물방울이라는 점만 달라요. 겨울에는 안쪽, 여름에는 바깥쪽인 이유 핵심은 "유리의 어느 쪽 공기가 더 따뜻하고 습한가" 입니다. 겨울: 방 안쪽에 김이 서린다 바깥은 춥고 건조하지만, 방 안은 따뜻하고 사람 숨, 요리, 빨래, 샤워 등으로 습기가 많습니다. 바깥 공기에 가까운 유리는 차가워져 있어서, 실내의 따뜻하고 습한 공기가 닿으면 안쪽 면에 물방울이 맺혀요. 여름: 에어컨 켠 방은 바깥쪽에 김이 서린다 에어컨을 켜면 방 안의 유리가 시원해집니다. 이때 바깥의 덥고 ...

네이처가 인정한 차세대 태양전지 기술

페로브스카이트: 네이처가 인정한 차세대 태양전지 기술

페로브스카이트 : 차세대 태양전지 기술

'페로브스카이트'는 미래 에너지 기술을 이끌 꿈의 신소재로 불리며, 2009년 일본 연구진이 처음 태양전지에 적용한 이후 활발히 연구되고 있습니다.

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📑 목차

페로브스카이트 기술이 주목받는 이유

기존 실리콘 태양전지는 제조 공정이 복잡하고 고온이 필요해 생산 비용이 높습니다. 반면 페로브스카이트 태양전지는 다음과 같은 장점으로 차세대 기술로 주목받습니다.

  • 고효율: 실험실 수준에서 25% 이상의 광전 변환 효율 달성
  • 낮은 생산 단가: 용액 공정 제작 가능, 저온에서도 생산 가능하여 제조 비용 절감
  • 유연성과 투명성: 얇고 유연해 건물 외벽, 창문, 자동차 등 다양한 적용 가능

한국 연구진의 혁신과 네이처 논문

페로브스카이트의 가장 큰 문제는 안정성이었습니다. 열과 습기에 약해 시간이 지나면서 성능이 저하되는 단점을 해결한 사례:

  • 한국화학연구원 서장원 박사팀: Nature 논문에서 유기 암모늄염을 활용해 페로브스카이트 박막 표면 결함 봉쇄, 장기 안정성 향상
  • UNIST 장지욱 교수팀: Nature Energy 논문에서 계면 소재 개발로 전하 이동 효율 향상 및 소자 안정화

이러한 연구는 상용화 가능성을 한 단계 끌어올린 중요한 성과입니다.

기술의 상용화 전망

  • 건물 일체형 태양광발전(BIPV): 창문이나 건물 외벽에 적용 가능
  • 투명 태양전지: 창문, 스마트 기기 디스플레이 등 자급자족 기기 개발 가능
  • 웨어러블 기기: 스마트 의류, 휴대용 충전기 등에 적용 가능

페로브스카이트 기술은 단순 효율 향상을 넘어, 태양광 발전의 패러다임을 바꿀 잠재력을 가지고 있습니다. 한국 연구진의 지속적 혁신이 이 기술을 실생활로 가져올 핵심 역할을 할 것입니다.

참고문헌:
- Seo, J. et al. (2021). Defect passivation in perovskite solar cells using organic ammonium salts. Nature, 593, 587–592. https://www.nature.com/articles/s41586-021-04230-1
- Jang, J. et al. (2021). Interface engineering for stable perovskite solar cells. Nature Energy, 6, 1220–1230. https://www.nature.com/articles/s41560-021-00864-0
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