대한민국 에너지 산업을 선도하는 SK이노베이션 계열의 사업과 혁신적인 기술을 소개하는 SKinno Tech 시리즈! 이번 편에서는 AI시대, 가장 필요한 기술로 대두되는 액침냉각(Immersion Cooling)에 대해 살펴본다.

 

 

액침냉각 기술은 전자장비를 전기가 통하지 않는 냉각유(Immersion Cooling Fluids)에 침지(浸漬)시켜 열을 효율적으로 식히는 것을 말한다. 전기가 통하지 않는 절연성 플루이드를 사용해 누전이나 기기 고장의 위험 없이 열을 효율적으로 흡수하고, 외부로 방출함으로써 뛰어난 냉각 성능을 제공한다. 현재 데이터센터를 비롯해 ESS(Energy Storage System, 에너지저장시스템), 전기차 배터리, 초고속 충전기 등 다양한 분야에 적용되고 있다.

 

 

현재 주요 냉각 방식으로는 ▲공랭 ▲수랭 ▲액침냉각 방식 ▲정밀액침냉각 등이 있다. 공랭 방식은 공기를 활용해 열을 식히는 것으로, 에어컨이 냉매로 공기를 차갑게 만드는 걸 생각하면 쉽다. 수랭 방식은 발열 장비와 접촉한 냉각판 내부를 냉각수가 순환하며 열을 제거한다. 액침냉각 방식은 비전도성 액침냉각 플루이드에 장비를 직접 침지시켜 열을 방출한다. 정밀액침냉각은 서버의 일부를 절연 성능이 뛰어난 플루이드에 침지시키는 동시에, 플루이드를 발열이 가장 심한 부위에 직접 분사해 냉각 성능을 극대화하는 하이브리드 방식이다.

 

이 가운데 액침냉각 방식은 높은 에너지 효율성은 물론 탁월한 열 관리로 주목받고 있다. 특히 데이터센터와 전기차 배터리처럼 발열 관리가 핵심인 산업에서 활용이 확대되고 있으며, 기존 공랭 및 수랭 냉각 방식의 한계를 극복할 수 있는 차세대 기술로 평가된다.

 

 

액침냉각은 침지 ▶ 열 흡수 ▶ 열 전달 ▶ 열 교환 ▶ 플루이드 재순환의 과정을 통해 작동된다. 마치 더운 여름날, 선풍기를 트는 것보다 차가운 수영장 물에 들어갔을 때 체온이 더 빠르게 내려가는 원리와 유사하다.

 

 

2022년 국내 최초로 액침냉각 플루이드 개발에 착수한 SK엔무브는 올해 1월, CES 2025에 참가해 액침냉각 기술의 다양한 활용 사례를 소개했다. 또한 3월에 열린 인터배터리 2025에서도 SK온과 함께 전기차 배터리용 액침냉각 기술을 선보이기도 했다.

 

 

SK엔무브는 자체 생산하는 세계 최고 수준의 고품질 윤활기유를 활용해 액침냉각 플루이드를 개발하고 있다.

 

데이터센터용 액침냉각 플루이드는 서버와 같은 전자장비와 직접 접촉하더라도 손상이 발생하지 않는 비전도성 물질로, 높은 냉각 효율을 제공해 칩과 서버의 성능을 최적화한다. ESS 전용 액침냉각 플루이드는 배터리 및 ESS의 성능을 최적화하고 수명을 연장하며, 배터리 열 폭주(Thermal Propagation)를 억제한다.

 

 

전기차 배터리 액침냉각 플루이드도 효율적인 열 관리로 배터리의 성능을 개선하고 수명을 연장하며, 열 폭주를 방지해 안정성을 높인다. 더불어, 전기차 초고속 충전기용 액침냉각 플루이드는 고전압 케이블과 전력 모듈의 성능을 최적화하는 동시에 소재 호환성, 지속 가능성, 안전 기준까지 모두 충족한다.

 

 

이처럼 SK엔무브의 액침냉각 플루이드는 AI 데이터센터 등 다양한 분야의 액침냉각 솔루션에 적용되며, 차세대 열 관리 시장에서의 사업 영역을 확대하고 있다. 더불어 국내외 기업 및 연구기관과의 협업을 진행해 세계 최고 수준의 플루이드 기술력을 보유한 Energy Saving Company로 성장해 나가고 있다.