부산대·홋카이도대 공동연구팀, 저온서도 산소 흡수·방출 가능 신소재 개발

차세대 연료전지·스마트 윈도우 응용 기대

국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈 게재

부산대학교(총장 최재원)는 물리학과 진형진 교수 연구팀이 일본 홋카이도대와의 공동연구를 통해 상대적으로 낮은 온도에서 산소를 안정적으로 흡수·방출할 수 있는 새로운 금속 산화물을 개발했다고 26일 전했다.

연구팀은 스트론튬(Sr), 철(Fe), 코발트(Co)로 구성된 금속 산화물이 단순한 가스 환경에서도 산소를 반복적으로 주고받으면서도 구조적 안정성을 유지한다는 사실을 입증했다.

이번에 개발된 산화물은 마치 '폐'처럼 작동해 산소를 들이쉬고 내뱉는 독특한 기능을 가지며, 이 과정에서 결정 구조가 무너지지 않고 원형을 회복하는 가역성을 갖췄다.

진형진 부산대 교수는 "이 결정은 기존 고체 산화물 연료전지(SOFC)가 작동하는 고온 환경(800도 이상)과 달리 온화한 조건에서도 안정적인 산소 제어가 가능하다"며 "차세대 에너지 기술을 비롯해 다양한 분야에 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

히로미치 오타 일본 홋카이도대 전자과학연구소 교수는 "이 소재는 실시간으로 스스로를 조절하는 '스마트 재료' 개발의 핵심"이라며 "청정에너지, 전자기기, 친환경 건축소재 등 광범위한 응용 가능성을 열어줄 것"이라고 강조했다.

이번 연구 결과는 부산대에서 박사 학위를 받은 이준혁 박사(현 한국화학연구원 소속)가 제1저자로, 진형진 교수가 교신저자로 참여했다.

또 포항가속기연구소 김영학 박사와 가천대 윤상문 교수 연구팀도 공동으로 참여했다. 논문은 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 8월 15일 자에 게재됐다.

이 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 중견연구자사업, 교육부 한국기초과학지원연구원 국가연구시설진흥센터 인프라 고도화 사업, 한국연구재단 한일협력연구 지원을 받아 수행됐다.

왼쪽부터 부산대 이준혁 박사, 진형진 교수. 부산대 제공

영남취재본부 조충현 기자 jchyoung@asiae.co.kr