Arktek: 진공 벽 아이스박스, 전력 없이 한 달간 백신을 차갑게 유지하다

콜드체인은 전력망이 끝나는 곳에서 끝난다. WHO는 매년 전 세계적으로 25~50%의 백신이 낭비되는 것으로 추정했으며, 그 상당 부분은 배송 중 냉장 실패로 손실된다. 나이지리아 농촌과 사하라 이남 아프리카 전역에서 외딴 마을을 담당하는 진료소는 전기가 전혀 없어서, 백신이 도착한 뒤 몇 시간 만에 못 쓰게 된다. 태양광 냉장고는 작동하는 곳에서는 도움이 되지만, 고장 나거나 도난당하거나 몇 주씩 멈춰 있곤 한다. 그리고 잃어버린 모든 도스는 예방접종을 받지 못하는 한 아이를 뜻한다(Vanguard, 2019).

빌 게이츠가 자금을 대는 Intellectual Ventures 내부 연구소인 Global Good은 이 문제를 열공학으로 접근했다. Mike Friend의 팀은 액체 질소를 담는 진공 단열 듀어를 모델로 Arktek을 설계했다. 대류를 막기 위해 거의 진공에 가까운 이중 벽, 복사를 줄이는 반사 내부 코팅, 전도를 차단하는 강화 유리섬유를 적용했다. 얼린 물 여덟 덩이가 적도 지역의 더위에서 최대 한 달 동안 백신 온도를 유지하며, 이 설계는 로열티 없이 중국의 Aucma에 라이선스되어 원조 프로그램 가격으로 생산될 수 있었다(WIRED, 2018).

그리고 최악의 조건에서 스스로를 입증했다. 2014년 11월 WHO가 서아프리카에서 드라이아이스 없이 시험용 에볼라 백신을 영하 60~80도 C로 운송할 필요가 있다고 요청했을 때, 팀은 물 덩이를 상변화 물질로 교체하여 1월까지 검증된 영하 65도 C 솔루션을 확보했다. 2018년 콩고민주공화국 대응에서는 PCM을 장착한 Arktek 16대가 5일간의 운영 동안 링 예방접종 콜드체인을 영하 65도 C 이하로 유지했다(WIRED, 2018). 일반 버전은 이제 나이지리아의 고온 지역에서 소아 백신을 35일 이상 사용 가능한 상태로 유지한다(Vanguard, 2019).

진공 벽 아이스박스: 전기 없이 한 달간 냉기 유지

단열 구성은 각 열전달 경로를 개별적으로 공략한다. 대류에는 진공, 복사에는 반사 코팅, 누설에는 유리섬유를 사용한다. 값싼 일반 폼으로는 이에 맞설 수 없다.

평범한 얼린 물은 지구상 어느 지역이든 재충전할 수 있는 열 배터리다. 이 장치는 매일의 냉장 문제를 매달 한 번의 재보급 일정으로 바꾼다.

Aucma에 대한 로열티 없는 라이선스는 중국에서 대량 가격으로 생산하게 했고, 이로써 쿨러는 UNICEF 및 GAVI 방식 조달 예산에 맞을 만큼 저렴해졌다.

이 박스는 수동식이므로 고장 날 압축기도, 구입할 연료도, 부를 기술자도 없다. 현장에서 태양광 냉장고를 망가뜨리는 고장 유형이 애초에 존재하지 않는다.

제약이 절대적일 때, 즉 전력망이 영원히 없을 때는 전력 기반 해결책을 최적화하는 것을 멈추고 어디에나 존재하는 가장 저렴한 에너지 저장 수단, 즉 매달 재충전하는 얼린 물을 중심으로 재설계하라.

Aucma가 생산한 Arktek은 WHO 성능 기준을 통과하여 아프리카와 남아시아 전역의 정기 예방접종 프로그램에 도입되었다. Vanguard는 2019년에 나이지리아 배치와 35일이라는 수치를 보도했다. 2018년 콩고민주공화국 에볼라 대응에서 PCM을 장착한 16대가 링 예방접종 콜드체인의 현장 계층을 구성하여 킨샤사와 음반다카의 냉동고 사이에서 백신을 영하 65도 C 이하로 유지했다. 수동식에 PCM을 더하는 설계 논리는 2020년 초저온 COVID-19 백신 배송 계획에서 다시 등장했다.