연료전지 등에 쓰이는 기능성 산화물 재료를 보다 쉽고 빠르게 개발할 수 있는 기술이 개발됐다.
한국기초과학지원연구원(KBSI, 원장 박준택) 전자현미경연구부 김영민 박사는 미국 오크리지 국립연구소와 공동으로 산화물 구조 속 `산소 원자 결함`이 원자 단위에서 어떻게 분포하고 얼마나 많이 존재하는지를 이해할 수 있는 분석기술을 개발했다고 29일 밝혔다.
연구진은 바람을 관찰하는데 풍향계가 쓰이듯 재료 구조 내 양이온 팽창거리를 측정하는 방식으로 산화물 구조 속 `산소원자결함`(물질구조내 산소원자 빈자리) 상태를 파악할 수 있는 분석기술을 개발했다고 29일 밝혔다.
이 연구성과는 물리 및 재료과학분야 국제 학술지 `네이처 머티리얼스` 8월 19일자 온라인 판에 게재됐다.
연구진은 이 기술개발을 위해 산소원자 자체를 직접 관찰하기보다는 재료구조 내 산소원자 자리가 비어있을 때 일어나는 원자 간 양이온 팽창 거리를 측정하는 방법으로 산소원자 결함 여부를 분석했다.
측정 오차는 3%범위 내다. 기존에는 5%정도 였다. 0.1㎚(10억분의 1미터) 이하 분해능을 가진 첨단 수차보정 전자현미경을 활용할 경우 양이온 팽창 거리를 피코미터(pm, 1조분의 1미터)까지 측정할 수 있다는 것이 연구진의 설명이다.
김영민 연구원은 “산소 원자 빈자리는 산화물 재료 물성을 결정하는 주요인자로 연료전지 작동 효율에 직접적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다”며 “기능성 산화물 재료 개발이 탄력을 받을 것으로 기대한다”고 말했다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com