조광유리의 종류와 방식, 장단점 설명

1. 조광 유리란?

조광 유리(smart window)는 일반 유리를 통해 실내로 유입되는 태양광을 인위적으로 조절하여 항상 쾌적한 실내 분위기를 유지할 수 있는 고기능성 유리를 일컫는 말이다.

 

2. 조광 유리의 종류와 원리

(1) 전기적 변환 방식

2장의 투명 전극 사이를 용액으로 채우고 전압을 가해 용액의 색을 변환시키는 용액형 방식이다. 이방식의 기본 원리는 전자를 주고받음으로써 광학적 성질이 변화하는 물질을 이용하는 것이다. 투명 전극 사이에 채워진 용액에는 각각 환원 착색제와 산화 착색제 역할을 하는 두 가지 종류의 물질이 용해되어 있다. 환원 착색제는 여분의 전자를 받은 상태에서, 산화 착색제는 전자를 뺏긴 상태에서 빨간색과 초록색 빛을 흡수하는 물질이다. 전압이 가해지지 않은 상태에서 이들은 모두 투명한 상태로 유지된다. 2장의 투명 전극에 전압을 가하면 음극에서 양극으로 전자가 이동하면서 여분의 전자를 받은 환원 착색제와 전자를 뺴앗긴 산화 착색제는 빨간색 빛과 초록색 빛의 대부분을 흡수한다. 이때 푸른색 빛의 일부분만이 유리를 통과하게 되면서 유리의 푸른색을 띤 불투명한 상태로 보이게 된다.

 

(2) 가스 변환 방식

새로운 가스 변환 방식에서는 1장의 유리 표면에 마그네슘과 이트륨이 혼합된 두께 약 40mm 정도의 mm 박막을 입히고 여기에 다시 팔라듐 박막과 얇은 투명 시트를 차예로 덧씌운다. 마그네슘과 이트륨의 혼합 박막은 금속상태에서 거울의 기능을 하여 빛을 반사하는 역할을 한다. 이 막과 얇은 투명 시트 사이에는 평균 0.1mm 정도의 mm 간격이 있는데, 이틈 새로 공기 중의 수분을 전기 분해함으로써 발생된 수소 가스를 통과시키면 박막이 투명해진다. 그리고 수소 가스 공급이 중단 되면 박막과 투명시트 사이의 수소가 대기 중의 산소와 반응하여 수증기가 되어 빠져나 가기 때문에 박막은 금속 상태로 돌아간다.

 

3. 조광 유리의 장점

(1) 전기적 변환 방식의 장, 단점

장점: 일반 투명 유리를 설치한 건물에 비해 냉방에 드는 에너지를 30% 이상 절감할 수 있다. 또한 전압의 세기와 투명도가 반비례하기 때문에 원하는 만큼 투명도를 조절할 수 있다.

단점:복잡한 구조로 인해 제작 및 유지비용 측면에서 비경제적이라는 점, 유리가 클수록 투명 상태와 불투명 상태 간의 전환에 걸리는 시간이 길다는 점이 한계이다.

 

(2) 가스 변환 방식의 장, 단점

장점 : 가스 변환 방식의 조광 유리는 공기 중의 수분을 이용하여 발생시킨 소량의 수소만으로도 전환이 가능하기 때문에 경제적이다.

단점: 딱히 단점이라고 생각되는 것은 아직 알려지지 않았다.

 

4. 조광 유리의 전망

최근 인텔리젼트 빌딩의 확대와 함께 기능성 유리에 대한 소비자들의 관심이 높아지면서 액정을 사용한 제품을 특수한 목적으로 사용하고자 하는 소비자들의 요구가 증가하고 있는 추세이다. 또한 고급 승용차의 실내 후사경의 용도에 사용되고 있으며 매년 증대 추세에 있기 때문에 밝은 전망이 예측된다.