[이미디어= 황원희 기자] 한국과 일본 연구진이 비교적 낮은 온도에서 산소를 반복적으로 방출하고 흡수할 수 있는 새로운 결정 물질을 개발했다. 이번 성과는 차세대 연료전지, 스마트 열 제어 장치, 에너지 절약형 창호 등 청정에너지와 전자기기 분야의 혁신적 활용 가능성을 열 것으로 주목된다.

이번 연구는 스트론튬, 철, 코발트로 이루어진 특수 금속 산화물에서 출발했다. 연구진은 단순한 가스 환경에서 가열 시 산소가 방출되고 다시 흡수되는 과정을 여러 차례 반복할 수 있음을 확인했다. 이 물질은 기존에 알려진 고온·극한 조건에서만 가능한 산소 제어 기능을 비교적 온화한 조건에서도 안정적으로 구현해 실용성이 크다는 평가다. 

▲SrFeCoO에서의 산소 호흡에 대한 개략적인 설명으로 산소 호흡 능력을 가진 특수한 유형 결정 개발 도식도(제공=부산대학교)

연구를 이끈 부산대학교 물리학과 진형진 교수는 “마치 결정체가 스스로 숨을 쉬듯 명령에 따라 산소를 흡입하고 내뱉는 것이 가능하다”며 “이는 고체 산화물 연료전지, 열 트랜지스터, 스마트 윈도우 같은 기술의 핵심 기반이 될 수 있다”고 설명했다. 공동 저자인 일본 홋카이도대학교 오타 히로미치 교수는 “이 소재는 완전히 새로운 안정적 결정 구조를 형성하고, 산소 재도입 시 원래 상태로 되돌아가는 가역성을 보였다”며 “청정에너지, 전자기기, 친환경 건축자재까지 다양한 분야에서 응용이 가능하다”고 강조했다.

한편 이 연구는 부산대학교 물리학과 연구진이 주도하고 일본 홋카이도대학교 전자과학연구소의 오타 히로미치 교수가 공동 저자로 참여했다. 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재됐다.

 

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