인더뉴스 제해영 기자ㅣ부산대학교 물리학과 진형진 교수 연구팀이 상대적으로 낮은 온도에서도 산소를 흡수·방출하면서 구조적 안정성을 유지하는 금속 산화물 신소재를 구현했다고 26일 밝혔습니다.
연구팀은 스트론튬(Sr)·철(Fe)·코발트(Co)를 조합한 결정에서 단순한 가스 환경만으로도 산소를 반복적으로 주고받을 수 있고, 이 과정에서 물질이 분해되지 않으며 원래의 결정 구조로 되돌아오는 ‘가역성’을 실험으로 확인했습니다.
이는 약 800℃ 이상의 고온을 요구하던 기존 소재의 한계를 완화한 성과로, 에너지 효율이 중요한 응용 분야에서 전기·열 관리 패러다임 전환을 예고합니다.
진형진 교수는 “이번 결정은 필요에 따라 산소를 들이쉬고 내뱉는 ‘폐’와 같은 기능을 안정적으로 수행한다”며 “고체산화물연료전지(SOFC) 등에서의 응용 가능성이 크다”고 설명했습니다.
공동 저자인 일본 홋카이도대 전자과학연구소 히로미치 오타 교수는 “실시간으로 스스로 상태를 조절하는 스마트 재료 개발의 핵심 요소가 될 것”이라고 평가했습니다.
이 소재의 산소 제어 능력은 청정 에너지와 차세대 전자·건축 소재에 폭넓게 적용될 전망입니다. SOFC 시스템에서는 산소 이온 이동과 농도 제어가 필수인데, 저온에서도 안정적으로 동작하는 활성층이 확보되면 예열에 필요한 에너지와 구성재 열화 문제를 동시에 줄일 수 있습니다.
외기 조건에 따라 열 흐름을 능동적으로 조절해야 하는 스마트 윈도우, 스위칭 가능한 열 트랜지스터 등에서도 고효율 열 관리 구현의 핵심 기반으로 작동할 수 있다는 게 연구팀의 설명입니다.
이번 연구는 부산대 물리학과 박사 출신 이준혁 박사(현 한국화학연구원)가 제1저자, 진형진 교수가 교신저자로 참여했으며, 포항가속기연구소 김영학 박사와 가천대 윤상문 교수팀이 공동 참여했습니다. 연구 논문은 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 2025년 8월 15일자에 게재됐습니다.
