펠티어 반도체 소자의 냉각 원리 

삼성전자가 ‘무(無)냉매 냉장고’ 시대를 현실화할 기술적 돌파구를 마련했다. 전통적인 냉매 대신 **전기를 이용해 열을 이동시키는 ‘펠티어(열전) 냉각 기술’을 가전 제품에 본격 적용하며, 가전업계의 친환경 전환을 선도하고 있다.

삼성은 지난해 하반기 ‘비스포크 AI 하이브리드 냉장고’를 출시하며 펠티어 냉각을 실제 제품에 적용했다. 이 제품은 기존 컴프레서 방식에 더해, 펠티어 모듈을 보조 냉각장치로 탑재했다. 해동 시 발생하는 급격한 온도 변화를 제어하거나, AI 분석을 통해 특정 구역만 선별 냉각하는 방식으로 에너지 효율을 크게 높였다. 기존 제품 대비 전력 소비는 약 30% 절감되며, 무진동·무소음·정밀 온도 제어까지 가능하다는 평가를 받고 있다.

특히 주목할 기술은 삼성전자가 미국 존스홉킨스대학 응용물리학연구소와 공동 개발 중인 박막형 열전소자다. 기존 대비 냉각 효율을 75% 이상 높이고, 필요한 자원은 1/1000 수준으로 줄인 차세대 소재로 평가받는다. 이 기술은 현재 미국에서 파일럿 테스트에 들어갔으며, 빠르면 2025년 하반기 북미 시장에 정식 출시될 예정이다. 국내 출시는 2026년 전후로 조율 중이다.

팰티어 냉각 기술이란?

1834년 프랑스 물리학자 장 펠티어(Jean Peltier)가 발견한 현상으로, 두 종류의 반도체 접합부에 전류를 흘리면 한쪽에서는 열이 흡수되고 반대쪽에서는 열이 방출되는 효과를 활용한 기술이다. 압축기나 냉매 없이도 냉각이 가능하며, 무진동·정밀 제어·소형화에 강점이 있다. 기존에는 냉각 효율이 낮아 상용화에 한계가 있었으나, 최근 나노소재와 박막 공정의 발달로 실용 수준의 성능을 확보하게 됐다.

삼성은 이 기술을 기반으로 향후 ‘비스포크 AI 콜드브리즈(가칭)’ 같은 완전 무냉매 프리미엄 냉장고 라인업을 확대하고, 이후 의료기기, 서버, 반도체 공정 등 정밀 냉각이 필요한 산업 분야로 기술을 확장한다는 전략이다.

업계 관계자는 “냉매 없는 냉장고는 단순한 기능 개선을 넘어, 친환경과 에너지 절감이라는 글로벌 기준에 대응하는 미래형 제품”이라며 “팰티어 기술은 가전 산업뿐 아니라 전 세계 냉각 기술의 판도를 바꿀 수 있는 핵심 동력”이라고 강조했다.

펠티어 냉각 기술 적용 일지

• 2024년 : ‘비스포크 AI 하이브리드 냉장고’ 출시 (펠티어+컴프레서 복합 방식)

• 2025년 하반기 : 북미 시장에 박막 열전소자 기반 제품 출시 예정

• 2026년 전후 : 국내 및 글로벌 무냉매 냉장고 라인업 확장 계획

• 이후 : 의료, 반도체, 서버 등 B2B 냉각 기술로 확대 전망