TED2018
Aaswath Raman: How we can turn the cold of outer space into a renewable resource
애스워스 라만(Aaswath Raman): 우주 공간의 차가운 특성을 재생가능한 자원으로 바꾸는 방법
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지구상 건물들의 냉방을 위해 차갑고 어두운 우주 공간을 이용할 수 있다면 어떻게 될까요? 물리학자 애스워스 라만은 적외선이 지구에서 우주로 빠져나가면서 열기를 빼앗아가는 자연 현상인 "복사냉각"을 이용해 냉방 시스템에 사용되는 에너지를 극적으로 줄이는 기술을 발명하고 있습니다. 그의 강연을 통해 이 기술로 미래에는 어떻게 우주의 에너지를 현명하게 이용할 수 있을지 알아보세요.
Aaswath Raman - Applied physicist, engineer
Aaswath Raman is a scientist passionate about harnessing new sources of energy, mitigating climate change and more intelligently understanding the world around us -- by better manipulating light and heat using nanoscale materials. Full bio
Aaswath Raman is a scientist passionate about harnessing new sources of energy, mitigating climate change and more intelligently understanding the world around us -- by better manipulating light and heat using nanoscale materials. Full bio
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00:13
Every summer when I was growing up,
0
1571
2015
어렸을 적 매년 여름마다
00:15
I would fly from my home in Canada
to visit my grandparents,
to visit my grandparents,
1
3610
3382
조부모님을 뵈러 캐나다에서
인도 뭄바이에 가곤 했습니다.
00:19
who lived in Mumbai, India.
2
7016
1800
00:21
Now, Canadian summers
are pretty mild at best --
are pretty mild at best --
3
9157
3134
현재 캐나다의 여름은
낮에 가장 더워 봤자
낮에 가장 더워 봤자
00:24
about 22 degrees Celsius
or 72 degrees Fahrenheit
or 72 degrees Fahrenheit
4
12315
3707
약 섭씨 22도 또는 화씨 72도인
00:28
is a typical summer's day,
and not too hot.
and not too hot.
5
16046
2620
전형적인 여름 날씨이며
그리 뜨거운 편은 아닙니다.
그리 뜨거운 편은 아닙니다.
00:31
Mumbai, on the other hand,
is a hot and humid place
is a hot and humid place
6
19276
3039
반면, 인도는 고온다습한 지역으로
00:34
well into the 30s Celsius
or 90s Fahrenheit.
or 90s Fahrenheit.
7
22339
3218
기온이 섭씨로는 30도,
화씨로는 90도까지 올라갑니다.
화씨로는 90도까지 올라갑니다.
00:38
As soon as I'd reach it, I'd ask,
8
26364
1586
전 도착하자마지
이렇게 묻곤 했습니다.
이렇게 묻곤 했습니다.
00:39
"How could anyone live, work
or sleep in such weather?"
or sleep in such weather?"
9
27974
4410
“어떻게 이런 날씨에 먹고, 자고,
일하며 살 수 있는 거예요?” 라고요.
일하며 살 수 있는 거예요?” 라고요.
00:45
To make things worse, my grandparents
didn't have an air conditioner.
didn't have an air conditioner.
10
33539
3646
더군다나 조부모님 집에는
에어컨도 없었습니다.
에어컨도 없었습니다.
00:49
And while I tried my very, very best,
11
37768
2825
전 늘 조부모님을 조르며
00:52
I was never able
to persuade them to get one.
to persuade them to get one.
12
40617
2754
에어컨을 사자고 말했지만
늘 거절당했습니다.
늘 거절당했습니다.
00:56
But this is changing, and fast.
13
44220
3095
하지만 이제 상황이
급격하게 바뀌고 있습니다.
급격하게 바뀌고 있습니다.
00:59
Cooling systems today
collectively account for 17 percent
collectively account for 17 percent
14
47914
4341
오늘날 냉방에 소비되는 전력이
전 세계 전력 소비량의
17%를 차지합니다.
17%를 차지합니다.
01:04
of the electricity we use worldwide.
15
52279
2373
01:06
This includes everything
from the air conditioners
from the air conditioners
16
54676
2394
이 냉방 기계에는
어렸을 적 제가 그토록 원했던
에어컨을 포함해
에어컨을 포함해
01:09
I so desperately wanted
during my summer vacations,
during my summer vacations,
17
57094
2777
01:11
to the refrigeration systems
that keep our food safe and cold for us
that keep our food safe and cold for us
18
59895
3610
마트에서 장 본 음식을
상하지 않게 보관해줄 냉장고와
01:15
in our supermarkets,
19
63529
1231
01:16
to the industrial scale systems
that keep our data centers operational.
that keep our data centers operational.
20
64784
4252
데이터 센터의 원활한 운영을 위한
산업 냉방 시설이 모두 포함됩니다.
산업 냉방 시설이 모두 포함됩니다.
01:21
Collectively, these systems
account for eight percent
account for eight percent
21
69624
3485
전체적으로 봤을 때 이 냉방 기계들은
전 세계적 온실 가스 배출의
8%를 차지하고 있습니다.
8%를 차지하고 있습니다.
01:25
of global greenhouse gas emissions.
22
73133
2250
01:27
But what keeps me up at night
23
75823
1611
하지만 제가 잠을 설치는 진짜 이유는
01:29
is that our energy use for cooling
might grow sixfold by the year 2050,
might grow sixfold by the year 2050,
24
77458
4921
2050년에는 냉방 기계에 사용되는
에너지량이 무려 6배나 뛸 것이며
에너지량이 무려 6배나 뛸 것이며
01:34
primarily driven by increasing usage
in Asian and African countries.
in Asian and African countries.
25
82403
4281
그것은 아시아와 아프리카의
국가들 때문이라는 점입니다.
국가들 때문이라는 점입니다.
01:39
I've seen this firsthand.
26
87284
1698
저는 이런 현상을
직접 본 적이 있습니다.
직접 본 적이 있습니다.
01:41
Nearly every apartment
in and around my grandmother's place
in and around my grandmother's place
27
89006
3158
현재 제 조부모님 집 근처에 있는
거의 모든 아파트에
거의 모든 아파트에
01:44
now has an air conditioner.
28
92188
2024
에어컨이 있습니다.
01:46
And that is, emphatically, a good thing
29
94236
3047
더운 지역에 사는 사람들이
건강하고 행복한 삶을 살 수 있게 되고
활발한 활동이 가능하게 된 점에서
활발한 활동이 가능하게 된 점에서
01:49
for the health, well-being
and productivity
and productivity
30
97307
2699
01:52
of people living in warmer climates.
31
100030
2645
이는 매우 잘된 일입니다.
01:55
However, one of the most
alarming things about climate change
alarming things about climate change
32
103831
3943
하지만 가장 우려되는 점은
바로 지구 온난화입니다.
바로 지구 온난화입니다.
01:59
is that the warmer our planet gets,
33
107798
2595
지구의 기온이 점점 올라가면
02:02
the more we're going to need
cooling systems --
cooling systems --
34
110417
2312
냉방 기계도 계속 쓰게 되겠죠.
02:04
systems that are themselves large
emitters of greenhouse gas emissions.
emitters of greenhouse gas emissions.
35
112753
3759
문제는 냉방기계가 온난화의 주범인
온실 가스를 방출한다는 점입니다.
온실 가스를 방출한다는 점입니다.
02:09
This then has the potential
to cause a feedback loop,
to cause a feedback loop,
36
117236
3333
이는 악순환을 일으킬
가능성이 있습니다.
가능성이 있습니다.
02:12
where cooling systems alone
37
120593
1458
즉, 나중에는 냉방 기계 자체가
02:14
could become one of our biggest sources
of greenhouse gases
of greenhouse gases
38
122075
2987
21세기 말에는 결국 온실가스의
주범이 될 수 있다는 거죠.
주범이 될 수 있다는 거죠.
02:17
later this century.
39
125086
1342
02:18
In the worst case,
40
126735
1178
최악의 경우
02:19
we might need more than 10 trillion
kilowatt-hours of electricity every year,
kilowatt-hours of electricity every year,
41
127937
3620
2100년까지 냉방 기계를 돌리는 데만
매년 10조 kWh 이상의 전력이
필요하게 될 것입니다.
필요하게 될 것입니다.
02:23
just for cooling, by the year 2100.
42
131581
2688
02:26
That's half our electricity supply today.
43
134846
2865
이는 오늘날 총 전력 공급의
절반을 차지하는 양입니다.
절반을 차지하는 양입니다.
02:30
Just for cooling.
44
138198
1150
단지 냉방만을 위해서요.
02:32
But this also point us
to an amazing opportunity.
to an amazing opportunity.
45
140862
3915
하지만 여기엔 놀라운 점도 있습니다.
02:37
A 10 or 20 percent improvement
in the efficiency of every cooling system
in the efficiency of every cooling system
46
145444
4569
냉방 기계들의 효율성을
10%나 20%만 개선해도
10%나 20%만 개선해도
02:42
could actually have an enormous impact
on our greenhouse gas emissions,
on our greenhouse gas emissions,
47
150037
3484
온실 가스 방출을 막는 데
큰 영향을 줄 수 있습니다.
큰 영향을 줄 수 있습니다.
02:45
both today and later this century.
48
153545
2465
현재뿐만 아니라 미래에까지
영향을 미칠 수 있는 겁니다.
영향을 미칠 수 있는 겁니다.
02:50
And it could help us avert
that worst-case feedback loop.
that worst-case feedback loop.
49
158080
3549
그렇게 된다면 최악의 경우인
악순환 현상을 막을 수 있습니다.
악순환 현상을 막을 수 있습니다.
02:54
I'm a scientist who thinks a lot
about light and heat.
about light and heat.
50
162928
3680
저는 전기 및 열 분야에
관심이 많은 과학자입니다.
관심이 많은 과학자입니다.
02:58
In particular, how new materials
allow us to alter the flow
allow us to alter the flow
51
166632
3596
특히 관심을 두는 것은
새로운 물질들이 어떻게
새로운 물질들이 어떻게
자연의 기본 원소들의 흐름을
바꾸는지에 대한 것입니다.
바꾸는지에 대한 것입니다.
03:02
of these basic elements of nature
52
170252
2016
03:04
in ways we might have
once thought impossible.
once thought impossible.
53
172292
2642
한때 불가능하다고 믿었던 방식으로요.
03:07
So, while I always understood
the value of cooling
the value of cooling
54
175315
2413
그래서, 어렸을 적에
늘 여름방학 때마다 겪었던
늘 여름방학 때마다 겪었던
03:09
during my summer vacations,
55
177752
1944
냉방의 중요성을 깨달으면서도
03:11
I actually wound up
working on this problem
working on this problem
56
179720
2263
냉방 기계의 문제 해결에
애쓰기 시작한 것은
애쓰기 시작한 것은
03:14
because of an intellectual puzzle
that I came across about six years ago.
that I came across about six years ago.
57
182007
4006
6년 전에 우연히 알게 된
지적 수수께끼 때문이었습니다.
지적 수수께끼 때문이었습니다.
03:19
How were ancient peoples
able to make ice in desert climates?
able to make ice in desert climates?
58
187149
5617
어떻게 선조들은 사막에서
얼음을 만들었을까요?
얼음을 만들었을까요?
03:25
This is a picture of an ice house,
59
193894
2936
이 사진은 야크찰이라는
고대 얼음 보관소로
고대 얼음 보관소로
03:28
also called a Yakhchal,
located in the southwest of Iran.
located in the southwest of Iran.
60
196854
3627
이란 남서부 지역에 위치하고 있습니다.
03:33
There are ruins of dozens
of such structures throughout Iran,
of such structures throughout Iran,
61
201006
3754
이란 전역에 이런 구조물이 널려 있으며
03:36
with evidence of similar such buildings
throughout the rest of the Middle East
throughout the rest of the Middle East
62
204784
3690
이와 비슷한 구조물의 흔적을
그 외 중동 지역에서도 볼 수 있고
그 외 중동 지역에서도 볼 수 있고
그 흔적이 중국까지 이어집니다.
03:40
and all the way to China.
63
208498
1214
03:42
The people who operated
this ice house many centuries ago,
this ice house many centuries ago,
64
210228
3190
수백 년전 이 보관소를 운영한 사람들은
03:45
would pour water
in the pool you see on the left
in the pool you see on the left
65
213442
2484
해가 질 때쯤의 초저녁에
여기 왼쪽에 보이는 웅덩이에
여기 왼쪽에 보이는 웅덩이에
03:47
in the early evening hours,
as the sun set.
as the sun set.
66
215950
3072
물을 붓곤 했습니다.
03:51
And then something amazing happened.
67
219046
1809
그러고 나면 놀라운 일이 일어났죠.
03:53
Even though the air temperature
might be above freezing,
might be above freezing,
68
221442
2762
기온이 어는점보다 높은
03:56
say five degrees Celsius
or 41 degrees Fahrenheit,
or 41 degrees Fahrenheit,
69
224228
3698
섭씨 5도나 화씨 41도인데도
03:59
the water would freeze.
70
227950
1534
물이 어는 것입니다.
04:02
The ice generated would then be collected
in the early morning hours
in the early morning hours
71
230724
4135
이렇게 생성된 얼음은
다음날 아침에 수확되고
다음날 아침에 수확되고
04:06
and stored for use in the building
you see on the right,
you see on the right,
72
234883
2635
여기 오른쪽 사진에 나온
건물에 보관됩니다.
건물에 보관됩니다.
04:09
all the way through the summer months.
73
237542
1936
여름 내내 말이죠.
04:12
You've actually likely seen
something very similar at play
something very similar at play
74
240133
2719
사실, 여러분도 이미 이런 현상이
일어나는 것을 본 적이 있을 것입니다.
일어나는 것을 본 적이 있을 것입니다.
04:14
if you've ever noticed frost form
on the ground on a clear night,
on the ground on a clear night,
75
242876
3452
맑은 밤에 땅 위에 서리가
앉아있는 걸 보셨을 거예요.
앉아있는 걸 보셨을 거예요.
04:18
even when the air temperature
is well above freezing.
is well above freezing.
76
246352
2745
기온이 어는점보다 높은데도 말이죠.
04:21
But wait.
77
249121
1160
하지만 여기서 되짚어 봅시다.
04:22
How did the water freeze
if the air temperature is above freezing?
if the air temperature is above freezing?
78
250305
3731
어떻게 기온이 어는점보다 높은데
물이 얼 수 있었던 걸까요?
물이 얼 수 있었던 걸까요?
04:26
Evaporation could have played an effect,
79
254487
1926
증발 때문일 수 도 있지만
04:28
but that's not enough to actually
cause the water to become ice.
cause the water to become ice.
80
256437
3315
물이 얼음이 되기에는
그것만으로 충분치 않습니다.
그것만으로 충분치 않습니다.
04:32
Something else must have cooled it down.
81
260064
2086
증발 외에 또 다른 요소가
있던 것이 분명합니다.
있던 것이 분명합니다.
04:34
Think about a pie
cooling on a window sill.
cooling on a window sill.
82
262761
2548
창문턱에서 파이를 두고
식히는 모습을 상상해보세요.
식히는 모습을 상상해보세요.
04:37
For it to be able to cool down,
its heat needs to flow somewhere cooler.
its heat needs to flow somewhere cooler.
83
265619
3611
파이를 식히기 위해선 파이의 열기를
시원한 곳으로 보내야 합니다.
시원한 곳으로 보내야 합니다.
04:41
Namely, the air that surrounds it.
84
269254
1904
즉, 파이 주위의 공기를
바꿔야 하는 거죠.
바꿔야 하는 거죠.
04:44
As implausible as it may sound,
85
272180
2310
이는 불가능해 보이지만
04:46
for that pool of water, its heat
is actually flowing to the cold of space.
is actually flowing to the cold of space.
86
274514
5376
이 물 웅덩이도 사실 주위의 열기를
시원한 쪽으로 보낸 것입니다.
시원한 쪽으로 보낸 것입니다.
04:54
How is this possible?
87
282085
1722
어떻게 이런 일이 가능할까요?
04:56
Well, that pool of water,
like most natural materials,
like most natural materials,
88
284434
3572
이 물 웅덩이도
대부분의 천연 자원들처럼
대부분의 천연 자원들처럼
05:00
sends out its heat as light.
89
288030
2150
빛의 형태로 열을 전달합니다.
05:02
This is a concept
known as thermal radiation.
known as thermal radiation.
90
290506
2817
이게 바로 우리가 흔히 아는
복사열이라는 개념입니다.
복사열이라는 개념입니다.
05:05
In fact, we're all sending out our heat
as infrared light right now,
as infrared light right now,
91
293792
4468
사실, 지금 우리도 적외선 형태의 열을
05:10
to each other and our surroundings.
92
298284
1928
우리 주변과 서로에게 보내고 있습니다.
05:12
We can actually visualize this
with thermal cameras
with thermal cameras
93
300608
2469
열화상 카메라로 사진을 찍어보면
05:15
and the images they produce,
like the ones I'm showing you right now.
like the ones I'm showing you right now.
94
303101
3246
지금 화면에 나온 것처럼
우리가 내뿜는 열을 볼 수 있습니다.
우리가 내뿜는 열을 볼 수 있습니다.
05:18
So that pool of water
is sending out its heat
is sending out its heat
95
306744
2262
따라서 물 웅덩이에서 나오는 열은
05:21
upward towards the atmosphere.
96
309030
1682
대기 중 위로 올라가게 됩니다.
05:23
The atmosphere and the molecules in it
97
311379
2095
대기와 대기 속 분자들이
05:25
absorb some of that heat and send it back.
98
313498
2555
이 열의 일부를 흡수하고 난 뒤
다시 이를 돌려줍니다.
다시 이를 돌려줍니다.
05:28
That's actually the greenhouse effect
that's responsible for climate change.
that's responsible for climate change.
99
316077
3822
이 원리가 바로 지구 온난화 주범인
온실효과의 작동원리입니다.
온실효과의 작동원리입니다.
05:32
But here's the critical thing
to understand.
to understand.
100
320435
2523
하지만 여기 반드시 알아야 할
중요한 부분이 있습니다.
중요한 부분이 있습니다.
05:34
Our atmosphere doesn't absorb
all of that heat.
all of that heat.
101
322982
3200
그것은 바로 대기는 전달된 열을
모두 흡수하지 않는다는 점입니다.
모두 흡수하지 않는다는 점입니다.
05:38
If it did, we'd be
on a much warmer planet.
on a much warmer planet.
102
326577
2934
만약 그랬다면 지구는 현재보다
더욱 뜨거운 상태였을 것입니다.
더욱 뜨거운 상태였을 것입니다.
05:41
At certain wavelengths,
103
329982
1508
대기는 특정한 파장일 때
05:43
in particular between
eight and 13 microns,
eight and 13 microns,
104
331514
3452
특히 8에서 13 마이크론
사이의 파장에서
사이의 파장에서
05:46
our atmosphere has what's known
as a transmission window.
as a transmission window.
105
334990
3762
'대기창'이라는 상태가 됩니다.
05:51
This window allows some of the heat
that goes up as infrared light
that goes up as infrared light
106
339402
5517
이 대기창은 적외선 형태로
올라오는 열의 일부를
올라오는 열의 일부를
05:56
to effectively escape,
carrying away that pool's heat.
carrying away that pool's heat.
107
344943
3333
효과적으로 분산시킴으로써
이 물 웅덩이의 열을 가져갑니다.
이 물 웅덩이의 열을 가져갑니다.
06:00
And it can escape to a place
that is much, much colder.
that is much, much colder.
108
348895
3770
그러면 이 열은 훨씬 더
차가운 쪽으로 이동하게 되죠.
차가운 쪽으로 이동하게 되죠.
06:05
The cold of this upper atmosphere
109
353633
1968
물 웅덩이가 있던 대기 상층부에서
06:07
and all the way out to outer space,
110
355625
1674
대기권 밖으로 나가게 됩니다.
06:09
which can be as cold
as minus 270 degrees Celsius,
as minus 270 degrees Celsius,
111
357323
3810
대기권 밖은 섭씨 영하 270도
06:13
or minus 454 degrees Fahrenheit.
112
361157
2720
화씨로는 영하 454도로
매우 차가운 공간입니다.
매우 차가운 공간입니다.
06:17
So that pool of water is able
to send out more heat to the sky
to send out more heat to the sky
113
365242
3364
그래서 이 물 웅덩이는 대기에서
다시 물 웅덩이로 보내는 열보다
다시 물 웅덩이로 보내는 열보다
06:20
than the sky sends back to it.
114
368630
1771
더 많은 열을
대기로 방출할 수 있습니다.
대기로 방출할 수 있습니다.
06:22
And because of that,
115
370425
1150
이러한 이유로
06:23
the pool will cool down
below its surroundings' temperature.
below its surroundings' temperature.
116
371599
3016
물 웅덩이는 주위 온도보다
낮아지게 됩니다.
낮아지게 됩니다.
06:28
This is an effect
known as night-sky cooling
known as night-sky cooling
117
376035
3516
이 현상이 바로 밤하늘 냉각입니다.
06:31
or radiative cooling.
118
379575
1400
복사 냉각이라고도 하죠.
06:33
And it's always been understood
by climate scientists and meteorologists
by climate scientists and meteorologists
119
381369
3454
이 현상은 기후학자와 기상학자들이
06:36
as a very important natural phenomenon.
120
384847
2600
늘 중요하게 여기는 자연현상입니다.
06:40
When I came across all of this,
121
388879
1492
이런 현상을 알게 된 때는
06:42
it was towards the end
of my PhD at Stanford.
of my PhD at Stanford.
122
390395
2642
스탠포드 대학 박사과정을
마칠 때 즈음이었습니다.
마칠 때 즈음이었습니다.
06:45
And I was amazed by its apparent
simplicity as a cooling method,
simplicity as a cooling method,
123
393061
4429
저는 냉각 원리가 너무나도
간단하다는 사실에 놀라면서도
간단하다는 사실에 놀라면서도
06:49
yet really puzzled.
124
397514
1266
한편으론 궁금했습니다.
06:51
Why aren't we making use of this?
125
399284
2200
왜 이런 단순한 원리를
활용하지 않는 걸까요?
활용하지 않는 걸까요?
06:54
Now, scientists and engineers
had investigated this idea
had investigated this idea
126
402744
2881
과학자들과 공학자들은
이 원리를 활용할 방법을
수십 년간 연구해왔습니다.
수십 년간 연구해왔습니다.
06:57
in previous decades.
127
405649
1238
06:58
But there turned out to be
at least one big problem.
at least one big problem.
128
406911
3288
하지만 한 가지 결정적인
문제가 있음을 알게 되었죠.
문제가 있음을 알게 되었죠.
07:02
It was called night-sky
cooling for a reason.
cooling for a reason.
129
410879
2872
바로 밤하늘 냉각이라 불리는
복사냉각이 문제였습니다.
복사냉각이 문제였습니다.
07:06
Why?
130
414109
1174
왜냐고요?
07:07
Well, it's a little thing called the sun.
131
415307
2369
바로 태양이라는 녀석 떄문입니다.
07:10
So, for the surface
that's doing the cooling,
that's doing the cooling,
132
418157
2460
지면을 식히려면
07:12
it needs to be able to face the sky.
133
420641
2174
지면이 하늘을 바라보고 있어야 합니다.
07:14
And during the middle of the day,
134
422839
1628
차게 식혀야 할 때는
보통 낮시간 동안인데
보통 낮시간 동안인데
07:16
when we might want
something cold the most,
something cold the most,
135
424491
3150
07:19
unfortunately, that means
you're going to look up to the sun.
you're going to look up to the sun.
136
427665
2896
안타깝게도 낮에는 태양이 떠 있죠.
07:22
And the sun heats most materials up
137
430585
1856
태양은 지면의 대부분을 가열하고
07:24
enough to completely counteract
this cooling effect.
this cooling effect.
138
432465
2757
복사냉각을 완전히 상쇄시켜버립니다.
07:28
My colleagues and I
spend a lot of our time
spend a lot of our time
139
436409
2008
저와 제 동료들은 오랫동안
07:30
thinking about how
we can structure materials
we can structure materials
140
438441
2112
아주 작은 길이를 갖는 물질을
만들 방법을 생각해왔습니다.
만들 방법을 생각해왔습니다.
07:32
at very small length scales
141
440577
1412
07:34
such that they can do
new and useful things with light --
new and useful things with light --
142
442013
3326
빛을 이용해서 새롭고 실용적인
일을 할 수 있는 물질이고
일을 할 수 있는 물질이고
07:37
length scales smaller
than the wavelength of light itself.
than the wavelength of light itself.
143
445363
2990
빛의 파장 자체보다
더 짧은 길이를 가져야 합니다.
더 짧은 길이를 가져야 합니다.
07:40
Using insights from this field,
144
448377
1580
나노 광학 또는 메타소재 연구로
알려진 분야의 지식을 통해서
알려진 분야의 지식을 통해서
07:41
known as nanophotonics
or metamaterials research,
or metamaterials research,
145
449981
3128
07:45
we realized that there might be a way
to make this possible during the day
to make this possible during the day
146
453133
3500
낮에 복사냉각이 가능한 방법이
존재할 거라는 사실을
존재할 거라는 사실을
처음으로 알아냈습니다.
07:48
for the first time.
147
456657
1173
07:49
To do this, I designed
a multilayer optical material
a multilayer optical material
148
457854
3056
이를 위해서 저는 여러 층을 갖는
광학 소재를 만들었습니다.
광학 소재를 만들었습니다.
07:52
shown here in a microscope image.
149
460934
1857
이것은 그 소재의 현미경 사진인데요.
07:54
It's more than 40 times thinner
than a typical human hair.
than a typical human hair.
150
462815
3381
두께가 사람의 머리카락보다
40분의 1 정도로 얇습니다.
40분의 1 정도로 얇습니다.
07:58
And it's able to do
two things simultaneously.
two things simultaneously.
151
466220
2518
그리고 동시에
두 가지 일을 할 수 있죠.
두 가지 일을 할 수 있죠.
08:01
First, it sends its heat out
152
469169
1825
먼저, 이 광학 소재는
열을 내보냅니다.
열을 내보냅니다.
08:03
precisely where our atmosphere
lets that heat out the best.
lets that heat out the best.
153
471018
3802
대기에서 열이 가장 많이 방출되는
곳으로 정확히 열을 내보내죠.
곳으로 정확히 열을 내보내죠.
08:06
We targeted the window to space.
154
474844
2133
저희는 우주 공간으로 향하는
대기창을 목표로 했습니다.
대기창을 목표로 했습니다.
08:09
The second thing it does
is it avoids getting heated up by the sun.
is it avoids getting heated up by the sun.
155
477519
3431
두 번째로, 태양에 의해
가열되는 것을 막습니다.
가열되는 것을 막습니다.
08:12
It's a very good mirror to sunlight.
156
480974
2400
이는 햇빛을 반사시키는
훌륭한 거울 역할을 하죠.
훌륭한 거울 역할을 하죠.
08:16
The first time I tested this
was on a rooftop in Stanford
was on a rooftop in Stanford
157
484315
2714
제가 처음으로 이를 실험했던 곳은
스탠포드 대학의 옥상이었습니다.
스탠포드 대학의 옥상이었습니다.
08:19
that I'm showing you right here.
158
487053
1762
보고 계신 바로 이곳이죠.
08:21
I left the device out for a little while,
159
489339
2381
저 장치를 잠시 동안 가만히 놓아두고
08:23
and I walked up to it after a few minutes,
160
491744
3071
몇 분 뒤에 다시 확인하러 갔습니다.
08:26
and within seconds, I knew it was working.
161
494839
2794
확인하자마자 이 장치가
효과가 있다는 걸 알았어요.
효과가 있다는 걸 알았어요.
08:29
How?
162
497657
1158
어떻게 알았냐고요?
08:30
I touched it, and it felt cold.
163
498839
1627
손을 댔는데 차갑더라고요.
08:33
(Applause)
164
501395
4658
(박수)
08:38
Just to emphasize how weird
and counterintuitive this is:
and counterintuitive this is:
165
506862
3984
이게 얼마나 이상하고 납득이
잘 안 가는 것인지 보여 드릴게요.
잘 안 가는 것인지 보여 드릴게요.
08:42
this material and others like it
166
510870
1730
이 소재나 이와 비슷한 것을
08:44
will get colder when we take them
out of the shade,
out of the shade,
167
512624
2905
그늘에서 꺼내오면 차가워 질 것입니다.
08:47
even though the sun is shining on it.
168
515553
2360
햇빛을 쬐고 있어도 말이죠.
08:49
I'm showing you data here
from our very first experiment,
from our very first experiment,
169
517937
2683
첫 번째 실험에서 얻은 결과를 보면
08:52
where that material stayed
more than five degrees Celsius,
more than five degrees Celsius,
170
520644
2739
섭씨 5도, 화씨로는 9도 이상을
08:55
or nine degrees Fahrenheit, colder
than the air temperature,
than the air temperature,
171
523407
3276
유지하고 있음을 알 수 있습니다.
08:58
even though the sun
was shining directly on it.
was shining directly on it.
172
526707
2814
직사광선을 받고 있었는데도 말이죠.
09:02
The manufacturing method we used
to actually make this material
to actually make this material
173
530855
3135
우리가 실제로 이 소재를
만들었던 제작 방법으로
만들었던 제작 방법으로
09:06
already exists at large volume scales.
174
534014
2534
대규모 생산이 가능한
시설이 이미 있었습니다.
시설이 이미 있었습니다.
09:08
So I was really excited,
175
536903
1157
저는 정말 기뻤어요.
09:10
because not only
do we make something cool,
do we make something cool,
176
538084
3041
왜냐하면 냉방을 위한
소재를 만들 뿐만 아니라
소재를 만들 뿐만 아니라
09:13
but we might actually have the opportunity
to do something real and make it useful.
to do something real and make it useful.
177
541149
5053
이를 실현해서 실용화할 수 있는
기회를 찾았기 때문입니다.
기회를 찾았기 때문입니다.
09:19
That brings me to the next big question.
178
547204
1913
그러자 다음 의문점이 생겼습니다.
09:21
How do you actually
save energy with this idea?
save energy with this idea?
179
549141
2587
이 아이디어로 어떻게
에너지를 절약할 수 있을까요?
에너지를 절약할 수 있을까요?
09:23
Well, we believe the most direct way
to save energy with this technology
to save energy with this technology
180
551752
3658
일단, 이 기술을 사용해 에너지를
절약하는 가장 직접적인 방법은
절약하는 가장 직접적인 방법은
09:27
is as an efficiency boost
181
555434
1659
에어컨과 냉장고의 효율을
향상시키는 것입니다.
향상시키는 것입니다.
09:29
for today's air-conditioning
and refrigeration systems.
and refrigeration systems.
182
557117
3063
09:32
To do this, we've built
fluid cooling panels,
fluid cooling panels,
183
560561
2159
이를 위해, 저희는 유동성
냉각 패널을 설치했습니다.
냉각 패널을 설치했습니다.
09:34
like the ones shown right here.
184
562744
1571
여기 보시는 것과 같은 건데요.
09:36
These panels have a similar shape
to solar water heaters,
to solar water heaters,
185
564339
2667
이 패널들은 태양열 온수기와
비슷한 형태를 지니고 있습니다.
비슷한 형태를 지니고 있습니다.
하지만 작동원리는 정반대입니다.
09:39
except they do the opposite --
they cool the water, passively,
they cool the water, passively,
186
567030
2920
저희가 만든 특수 소재를 통해서
천천히 물을 식히게 되죠.
천천히 물을 식히게 되죠.
09:41
using our specialized material.
187
569974
2067
09:44
These panels can then
be integrated with a component
be integrated with a component
188
572815
2460
그런 뒤, 이 패널들을 하나로 합치면
09:47
almost every cooling system has,
called a condenser,
called a condenser,
189
575299
2568
모든 냉방 기계에 들어가는
콘덴서라는 부품이 되는데
콘덴서라는 부품이 되는데
09:49
to improve the system's
underlying efficiency.
underlying efficiency.
190
577891
3133
이것으로 냉방 시스템의
효율을 향상시킬 수 있습니다.
효율을 향상시킬 수 있습니다.
09:53
Our start-up, SkyCool Systems,
191
581367
1896
신생기업인 저희 스카이쿨 시스템은
09:55
has recently completed a field trial
in Davis, California, shown right here.
in Davis, California, shown right here.
192
583287
3874
최근에 여기 보시는 캘리포니아의
데이비스에서 실지 실험을 마쳤습니다.
데이비스에서 실지 실험을 마쳤습니다.
09:59
In that demonstration,
193
587649
1182
이 실험에서
10:00
we showed that we could actually
improve the efficiency
improve the efficiency
194
588855
3048
냉방 시스템 분야의 효율성이
10:03
of that cooling system
as much as 12 percent in the field.
as much as 12 percent in the field.
195
591927
2924
12%나 향상될 수 있음을
증명했습니다.
증명했습니다.
10:07
Over the next year or two,
196
595474
1254
내년이나 내후년에
10:08
I'm super excited to see this go
to its first commercial-scale pilots
to its first commercial-scale pilots
197
596752
3904
이 패널들이 최초로 상업용 규모로
10:12
in both the air conditioning
and refrigeration space.
and refrigeration space.
198
600680
3143
냉방 시스템에 시범 적용될
것으로 기대하고 있습니다.
것으로 기대하고 있습니다.
10:16
In the future, we might be able
to integrate these kinds of panels
to integrate these kinds of panels
199
604260
3587
미래에는 어쩌면 이러한 패널들을
10:19
with higher efficiency
building cooling systems
building cooling systems
200
607871
3309
더 효율성이 높은
건물 냉방 시스템과 결합해
건물 냉방 시스템과 결합해
10:23
to reduce their energy
usage by two-thirds.
usage by two-thirds.
201
611204
2802
에너지 사용량을 3분의 2로
절약할 수 있을 겁니다.
절약할 수 있을 겁니다.
10:26
And eventually, we might actually
be able to build a cooling system
be able to build a cooling system
202
614030
3658
그러면 결국 전력 공급이 전혀 필요없는
10:29
that requires no electricity input at all.
203
617712
2563
냉방 시스템을 만들 수 있을 것입니다.
10:32
As a first step towards that,
204
620966
1516
이를 향한 첫 발걸음으로
10:34
my colleagues at Stanford and I
205
622506
1857
저와 제 스탠포드 대학 동료들은
10:36
have shown that you could
actually maintain
actually maintain
206
624387
2026
발전된 공학기술을 통해
10:38
something more than 42 degrees Celsius
below the air temperature
below the air temperature
207
626437
4569
섭씨 42도보다 더 낮은 기온을
유지할 수 있다는 것을
유지할 수 있다는 것을
10:43
with better engineering.
208
631030
1388
증명해왔습니다.
10:45
Thank you.
209
633165
1150
고맙습니다.
10:46
(Applause)
210
634339
4055
(박수)
10:51
So just imagine that --
211
639196
1151
상상해보세요.
10:52
something that is below freezing
on a hot summer's day.
on a hot summer's day.
212
640371
3403
무더운 여름날인데도 어는점보다
낮은 무언가를 말이에요.
낮은 무언가를 말이에요.
10:57
So, while I'm very excited
about all we can do for cooling,
about all we can do for cooling,
213
645927
4483
냉방 시스템에 관해 저희가
할 수 있는 것들에 신나면서도
할 수 있는 것들에 신나면서도
11:02
and I think there's a lot yet to be done,
214
650434
3254
아직 갈 길이 멀었다고 생각하지만
11:05
as a scientist, I'm also drawn
to a more profound opportunity
to a more profound opportunity
215
653712
3468
과학자로서 저는 이번 실험이 강조하는
11:09
that I believe this work highlights.
216
657204
2016
심오한 기회에 집중하고 있습니다.
11:11
We can use the cold darkness of space
217
659760
3135
차갑고 어두운 우주 공간을 이용해
11:14
to improve the efficiency
218
662919
1650
지구상 모든 에너지 처리 과정의
효율성을 향상시킬수 있습니다.
효율성을 향상시킬수 있습니다.
11:16
of every energy-related
process here on earth.
process here on earth.
219
664593
3254
11:21
One such process
I'd like to highlight are solar cells.
I'd like to highlight are solar cells.
220
669204
3317
그런 방법 중의 하나가
바로 태양광 전지입니다.
바로 태양광 전지입니다.
11:24
They heat up under the sun
221
672934
1445
태양광 전지는 태양열을 받아
11:26
and become less efficient
the hotter they are.
the hotter they are.
222
674403
2484
온도가 높아질수록 효율성이 떨어집니다.
11:29
In 2015, we showed that
with deliberate kinds of microstructures
with deliberate kinds of microstructures
223
677276
3877
2015년에 저희는 정교하게
제작된 미세구조들을
제작된 미세구조들을
11:33
on top of a solar cell,
224
681177
1547
태양광 전지판 위에 설치하면
11:34
we could take better advantage
of this cooling effect
of this cooling effect
225
682748
2844
냉각 효과의 장점을 활용하여
11:37
to maintain a solar cell passively
at a lower temperature.
at a lower temperature.
226
685616
3699
태양 전지가 수동적으로 낮은 온도를
유지한다는 걸 입증했습니다.
유지한다는 걸 입증했습니다.
11:41
This allows the cell
to operate more efficiently.
to operate more efficiently.
227
689708
2321
이 덕분에 태양광 전지를
더 효율적으로 운용할 수 있죠.
더 효율적으로 운용할 수 있죠.
11:44
We're probing these kinds
of opportunities further.
of opportunities further.
228
692627
2968
저희는 이런 기회를
계속 증명하고 있습니다.
계속 증명하고 있습니다.
11:47
We're asking whether
we can use the cold of space
we can use the cold of space
229
695619
3245
현재 저희는 차가운 우주를
활용할 방법을 찾고 있습니다.
활용할 방법을 찾고 있습니다.
11:50
to help us with water conservation.
230
698888
2079
수자원 보존에 도움을 준다거나
11:53
Or perhaps with off-grid scenarios.
231
701316
2349
전력망 없이도 에너지를
사용하는 방안에 대해서요.
사용하는 방안에 대해서요.
11:55
Perhaps we could even directly
generate power with this cold.
generate power with this cold.
232
703689
4167
어쩌면 이를 통해 에너지를
직접 생산할 수 도 있을 겁니다.
직접 생산할 수 도 있을 겁니다.
12:00
There's a large temperature difference
between us here on earth
between us here on earth
233
708522
2953
지구와 차가운 우주 공간의
12:03
and the cold of space.
234
711499
1690
온도 차는 매우 큽니다.
12:05
That difference, at least conceptually,
235
713213
2128
그 온도 차를 이용한다면
적어도 이론상으로는
적어도 이론상으로는
12:07
could be used to drive
something called a heat engine
something called a heat engine
236
715365
2594
전력 생산용 열기관을
만들어 낼 수 있습니다.
만들어 낼 수 있습니다.
12:09
to generate electricity.
237
717983
1190
12:11
Could we then make a nighttime
power-generation device
power-generation device
238
719967
3603
그렇다면 태양광 전지가
작동하지 않는 밤에도
작동하지 않는 밤에도
12:15
that generates useful
amounts of electricity
amounts of electricity
239
723594
2397
쓸만한 양의 전력을 제공할
발전기를 만들 수 있지 않을까요?
발전기를 만들 수 있지 않을까요?
12:18
when solar cells don't work?
240
726015
1904
12:19
Could we generate light from darkness?
241
727943
2534
어둠을 이용해서
빛을 만들 수 있지 않을까요?
빛을 만들 수 있지 않을까요?
12:23
Central to this ability
is being able to manage
is being able to manage
242
731872
4389
이 능력의 핵심은 바로
우리 주위의 복사열을
이용할 수 있다는 점입니다.
이용할 수 있다는 점입니다.
12:28
the thermal radiation
that's all around us.
that's all around us.
243
736285
3111
12:31
We're constantly bathed in infrared light;
244
739420
2800
우린 끊임없이 적외선으로
목욕을 하고 있는 셈입니다.
목욕을 하고 있는 셈입니다.
12:34
if we could bend it to our will,
245
742666
2452
만약 적외선의 방향을
우리 마음대로 바꿀 수 있다면
우리 마음대로 바꿀 수 있다면
12:37
we could profoundly change
the flows of heat and energy
the flows of heat and energy
246
745142
2730
매일매일 우리를 관통하는
열과 에너지의 흐름을
열과 에너지의 흐름을
12:39
that permeate around us every single day.
247
747896
2733
완전히 바꿀 수 있을 것입니다.
12:43
This ability, coupled
with the cold darkness of space,
with the cold darkness of space,
248
751190
3341
차갑고 어두운 우주를 이용하는
이 기술이 시사하는 바는
이 기술이 시사하는 바는
12:46
points us to a future
where we, as a civilization,
where we, as a civilization,
249
754555
3309
미래에는 우리 과학 문명으로
12:49
might be able to more intelligently manage
our thermal energy footprint
our thermal energy footprint
250
757888
5238
열 에너지 발자국을 더욱 현명하게
대규모로 관리할 수 있을 거라는 점입니다.
12:55
at the very largest scales.
251
763150
1800
12:57
As we confront climate change,
252
765904
2214
기후 변화를 직면한 상황에서
13:00
I believe having
this ability in our toolkit
this ability in our toolkit
253
768142
2603
이런 능력을 갖추는 것은
13:02
will prove to be essential.
254
770769
1800
필수 사항이 될 것입니다.
13:05
So, the next time
you're walking around outside,
you're walking around outside,
255
773428
3198
그러니 다음부터 밖에 나갈 때는
13:08
yes, do marvel at how the sun
is essential to life on earth itself,
is essential to life on earth itself,
256
776650
6344
네, 지구 자체의 생명체들에게
태양이 얼마나 필수적인지 경탄하면서도
태양이 얼마나 필수적인지 경탄하면서도
13:15
but don't forget that the rest of the sky
has something to offer us as well.
has something to offer us as well.
257
783018
4676
하늘에 있는 태양 외 나머지 요소들의
영향력 또한 잊지 않길 바랍니다.
영향력 또한 잊지 않길 바랍니다.
13:20
Thank you.
258
788533
1151
감사합니다.
13:21
(Applause)
259
789708
4110
(박수)
ABOUT THE SPEAKER
Aaswath Raman - Applied physicist, engineerAaswath Raman is a scientist passionate about harnessing new sources of energy, mitigating climate change and more intelligently understanding the world around us -- by better manipulating light and heat using nanoscale materials.
Why you should listen
Aaswath Raman is an assistant professor of electrical and systems engineering at the University of Pennsylvania. He is also co-founder of a clean energy startup, SkyCool Systems, where he is its chief scientific officer. He initiated and led the development of radiative sky cooling, a technology that he originated as a research associate at Stanford University, beginning in 2012.
Raman is deeply interested in the intersection of science, technology and development work, and he has previously collaborated on projects to redesign refugee camps with UNHCR and to rethink governance in rural Sierra Leone. In recognition of his breakthroughs in developing radiative sky cooling, in 2015 he was named one of MIT Technology Review's "Innovators Under 35."
Aaswath Raman | Speaker | TED.com