전기차 난방과 산업 혁신의 새 길, 금속섬유천 발열체

한국전기연구원(KERI) 이동윤 박사팀이 ‘금속섬유천 면상 발열체’ 기술을 개발하며, 겨울철 전기차의 난방 문제와 다양한 산업 분야에서의 발열 효율성을 크게 향상시킬 새로운 해법을 제시했다.

이 기술은 전기차 주행거리 감소 문제를 해결할 잠재력을 가지고 있으며, 전력 소모를 줄이는 동시에 고른 열 분포와 높은 내구성을 제공한다.

겨울철 전기차는 배터리 성능 저하와 실내 난방으로 인해 주행거리가 현저히 줄어든다. 미국 환경보호청(EPA)에 따르면, 영하 7도에서 전기차의 주행거리는 상온 대비 57%나 감소한다. 기존 전기차의 난방 시스템은 효율성이 낮아 많은 전력을 소모했다. 이는 배터리 성능과 주행거리 감소로 이어지는 주요 원인이었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 개발된 금속섬유천 면상 발열체는 50μm 두께의 스테인리스강 미세 와이어를 직조해 제작된다. 이 발열체는 전기를 흘리면 금속의 내부저항에 의해 균일하게 열이 발생하며, 면 전체에서 고른 열 분포를 제공한다.

기존 열선 방식과 비교해 10~30% 높은 발열 효율을 보이고, 유연한 특성으로 차량 내부 곡면에 손쉽게 부착할 수 있다. 또한, 사용 중 일부가 손상돼도 안정적인 성능을 유지하는 내구성도 갖췄다.

전기차의 온돌형 바닥 난방 실현에 적합한 이 기술은 에너지 소비를 줄이는 동시에 복사열 방식으로 실내를 쾌적하게 유지할 수 있다. 기존의 공기 가열식 난방보다 에너지 효율이 높고 실내 건조 현상을 최소화한다는 점에서 주목받고 있다.

전기차뿐만 아니라 반도체 생산 장비, 화학 플랜트 배관, 전기담요, 안마의자, 군사 장비 등 다양한 산업군에서 활용 가능성이 크다. 제조업의 고온 작업 환경이나 생활용품, 특수 환경에서도 높은 효율성과 안전성을 제공할 것으로 기대된다.

KERI 연구팀은 국내 직물 제조업체와 협력해 금속섬유 전용 직조기와 제직 패턴을 개발하며 상용화에 박차를 가하고 있다. 이미 국내 주요 반도체 대기업과의 테스트를 통해 성능을 검증했으며, 5건의 기술이전 계약을 체결했다. 현재 연구팀은 전기차와 반도체 산업 등 주요 수요 기업과의 협력을 확대하며 시제품 제작 및 추가 기술이전을 준비하고 있다.

이동윤 박사는 “이번 성과는 에너지 절감과 효율성 증대를 통해 기업들의 비용 절감뿐 아니라 국가적 탄소중립 실현에도 기여할 것”이라며 기술의 중요성을 강조했다. 금속섬유천 면상 발열체는 전기차와 다양한 산업 분야에서 혁신적인 난방 솔루션을 제공하며, 앞으로의 시장에서 주도적인 역할을 할 것으로 전망된다.