[뉴스스페이스=최동현 기자] 스스로 건물을 시원하게 만들 수 있는 혁신적인 유형의 시멘트가 개발됐다.

중국 동남대학교와 미국 퍼듀대학교 연구진이 개발한 독창적인 ‘슈퍼쿨 시멘트’가 전 세계 도시의 건물 냉방과 기후변화 대응에 획기적인 전환점을 제시하고 있다.

해당 시멘트는 태양광 반사율 96.2%, 적외선 방출률 96%를 기록하며, 기존 콘크리트 대비 표면 온도를 최대 5.4°C(9.7°F) 낮추는 기능을 입증했다. 실제 건물 옥상 실험에서는 일반 콘크리트가 59°C까지 치솟는 것과 달리, 슈퍼쿨 시멘트는 훨씬 낮은 온도를 유지했다.

이 연구는 2025년 8월 Science Advances에 게재됐으며, Tech Xplore, New Scientist 등의 해외매체도 보도했다.

이 소재의 핵심은 표면에 형성된 에트링가이트 결정이 햇빛을 반사하는 ‘거울’ 역할과 동시에 대기로 열을 방출하는 ‘라디에이터’ 기능을 수행한다는 점이다. 기존 시멘트가 태양열을 흡수해 건물을 가열하는 것과 달리, 이 시멘트는 열을 효과적으로 차단해 냉방장치 사용을 크게 줄일 수 있어 에너지 절감 효과가 기대된다.

도심 열섬 현상으로 인해 도시 내 온도는 주변 지역보다 6~8°F 높으며, 이로 인해 발생하는 냉방 수요와 에너지 소비는 심각한 환경 부담으로 작용한다. 전 세계 건물은 전체 에너지 소비의 약 40%, 이산화탄소 배출의 36%를 차지하는데, 슈퍼쿨 시멘트가 널리 적용될 경우 냉방 에너지 사용량을 11~12%까지 절감할 수 있는 잠재력을 가진다.

시멘트 산업은 현재 전 지구 이산화탄소 배출량의 약 6%에서 8%를 차지하며, 연간 약 2.4~2.5기가톤(Gt)의 CO2를 배출한다. 시멘트 1톤 생산에 0.8~0.9톤의 CO2가 배출되는 셈으로, 만약 시멘트 산업이 국가였더라면 세계에서 세 번째로 큰 탄소 배출국에 해당할 정도로 엄청난 규모다.

이번 연구 소재는 기존 포틀랜드 시멘트 생산 때 필요한 고온 소성 온도를 약 200도 낮춰, 생산 과정에서 발생하는 탄소 배출량을 25% 줄일 수 있다. 또한 소재 단가는 톤당 5달러 낮아 경제성도 뛰어나다.

머신러닝 분석에 따르면, 슈퍼쿨 시멘트는 70년의 수명 주기 동안 ‘순 음의 탄소 배출’을 달성할 수 있어 건물 냉방으로 인한 탄소 배출 감소 효과를 상쇄하고도 남는 탄소 저감 효과를 나타낼 전망이다.

이 연구를 이끈 궈루(Guo Lu) 박사는 “도시 건물에 이 혁신적 시멘트를 적용하면 에너지 절감이 획기적으로 증가할 뿐 아니라 기후변화 대응에 중요한 전환점이 될 것”이라고 강조했다. 더불어 이 시멘트는 자외선 노출과 동결-융해 등 혹독한 환경에서도 강인한 내구성과 기계적 강도를 유지하는 것으로 확인됐다.

과학자들은 이 슈퍼쿨 시멘트가 상업화되어 널리 사용될 경우, 도시 열섬 현상 완화와 에너지 비용 절감, 온실가스 감축을 동시에 달성할 수 있는 혁신적 친환경 건축자재로 자리잡을 것으로 기대하고 있다.

이는 기후 위기 시대에 도시 환경과 산업 전반의 지속 가능성을 크게 제고할 수 있는 획기적인 기술 진보라는 점에서 국내외 많은 언론사와 학계의 주목을 받고 있다.