국내 연구팀이 직화구이처럼 금속산화물 박막을 짧은 시간 구워 소재의 전자 구조를 제어하는 기술을 개발해 고성능 페로브스카이트 태양전지 상용화의 길을 열었다. 성균관대 김정규 교수, 연세대 박종혁 교수는 미국 스탠포드대 연구팀과의 공동 연구를 통해 급속 불꽃 연소 공정 기반 금속산화물 도핑 기술을 적용해 페로브스카이트 태양전지를 제작하는 기술을 개발했다고 한국연구재단이 4일 밝혔다. 차세대 태양전지로 주목받고 있는 페로브스카이트 태양전지는 주로 이산화티타늄(TiO2)과 같은 금속산화물을 전자수송층으로 사용한다. 이러한 전자수송층의 에너지 준위와 전기적 특성은 페로브스카이트 내부에서 생성되는 광전하를 효율적으로 추출하는 능력을 크게 좌우한다. 연구팀은 직화구이로 양념이 된 음식을 짧은 시간에 조리하면 음식이 익으면서 양념이 깊숙이 고르게 베어 들어가는 것처럼, 전이 금속으로 ‘양념’이 된 이산화티타늄 박막을 불꽃에 수십 초 이내로 빠르게 구워내 우수한 도핑 특성 소재를 개발하는 데 성공했다. 일반적인 열 확산 도핑 방법은 550도(℃) 미만의 제한된 전기로를 사용하는데, 대류 방법으로 온도 처리가 진행되는 만큼 전이금속 원자의 도핑에 한계가 있으며 가열·냉각 속도가 느려 이 공정에만 최소 5시간 이상이 소요된다. 연구팀이 활용한 불꽃 직화 공정은 1,000도(℃) 이상의 고온에서 수 밀리 초(1,000분의 1초) 단위로 열에너지를 공급하는 급속 열처리 공정으로, 이산화티타늄을 40초 이내의 빠른 속도로 코발트 이온을 도핑해 전자수송층의 에너지 준위와 전기적 특성을 개선했다. 연구팀은 불꽃 직화로 150나노미터(nm) 두께의 이산화티타늄 박막과 50나노미터(nm) 두께의 조밀한 이산화티타늄 박막을 도핑해 메조스코픽 소자와 플래너 소자를 제작했다. 그 결과 이러한 소자의 광전변환효율과 안정성이 향상됐음을 확인하고, 5시간 이상 소용되는 도핑 공정 시간도 1분 이내로 단축했다. 김정규 교수는 “요리할 때 직화구이를 하는 것처럼 수십 초 이내로 불꽃에 넣었다 빼기만 해도 금속산화물을 손쉽게 도핑해 전자 구조를 개선하는 기술을 개발한 것”이라며 “앞으로도 태양전지뿐 아니라 금속산화물 소재를 사용하는 광촉매, 반도체, 디스플레이 등에 폭넓게 적용해 짧은 시간에 우수한 성능을 낼 수 있는 소자 제작 연구를 진행할 계획”이라고 밝혔다. 이 연구는 한국연구재단 이공학 개인기초연구지원사업, 기초연구사업, 한국에너지기술평가원 에너지기술개발사업의 지원으로 수행 되었다. 세계적 권위를 자랑하는 국제학술지 어드밴스드 에너지 머터리얼즈(Advanced Energy Materials) 10월 15일 논문으로 게재됐다. seokjang@fnnews.com 조석장 기자

KCI는 2일 에테르화 반응용 금속산화물 촉매와 촉매 제조방법 및 촉매를 이용한 선형 폴리글리세롤의 제조방법에 대한 특허권을 취득했다고 공시했다. /mountjo@fnnews.com 조상희기자

[파이낸셜뉴스] 구본규 LS전선 대표가 베트남 정부 고위급 인사와 만나 희토류 산업 협력방안을 논의했다. LS에코에너지는 지난 22일 구 대표와 이상호 LS에코에너지 대표가 베트남 하노이에서 응우옌 호앙 롱 산업자원통상부 차관과 희토류 자원의 안정적 확보 방안에 대해 협의했다고 23일 밝혔다. 이 자리에서 LS측은 방사성 물질 관련 인허가 및 환경 규제 정비, 현지 광산업체와의 협력 기반 조성 등과 관련해 베트남 정부 차원의 제도적 지원을 요청했다. 이번 협의는 앞서 2월 베트남 산업통상부 장관 방한 당시 논의된 협력사항을 구체화하기 위한 후속 논의의 일환으로 마련됐다. 최근 미중 갈등 장기화로 중국이 희토류 산화물 수출을 제한하면서, 베트남이 새로운 공급처로 주목받고 있다. 다만 정제 및 금속화 기술 부족으로 산업화에는 한계가 있다는 지적도 제기된다. LS에코에너지는 한국지질자원연구원, 서울대 등과 협력해 희토류 정제·금속화 기술 확보 및 베트남 자원과 연계한 단계별 밸류체인 구축을 모색하고 있다. 또한 현지 유망 광산업체와 연계를 통해 사업 실행력을 높이고, 실질적인 투자 성과로 이어간다는 계획이다. 이상호 LS에코에너지 대표는 "지난 30여 년간 베트남에서 축적해온 사업 경험을 바탕으로, 베트남이 글로벌 희토류 산업의 허브로 도약하는 데 최적의 파트너가 될 것이다"고 말했다. 응우옌 호앙 롱 산업자원통상부 차관은 "한국의 기술과 베트남 자원이 결합된 협력 모델은 국가 산업 고도화에 기여할 것"이라며 "정부 차원의 지원책을 적극 검토하겠다"고 밝혔다. 한편, 구 대표는 지난 21일 베트남 하노이에서 도널드 트럼프 미국 대통령의 가족기업 트럼프 오거니제이션이 추진 중인 2조원 규모 리조트 개발 기공식 만찬에 참석했다.  ehcho@fnnews.com 조은효 기자

[파이낸셜뉴스] 자연 태양광 하에서 안정적으로 높은 광전류를 생성해 효율적으로 수소를 생산하는 기술이 개발됐다. 기존의 복잡한 다중 공정을 단순화해 제작시간을 대폭 단축, 태양광 기반 수소 생산 기술 상용화를 앞당길 것이라는 기대다. 국가과학기술연구회 산하 한국기계연구원 나노융합연구본부 나노리소그래피연구센터 이지혜 센터장 연구팀은 BiVO₄(비스무트 바나데이트) 광전극의 제조 생산성을 높여 수소 생산을 극대화하는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다. BiVO₄는 광흡수도 및 태양광 수소 변환 효율(Solar-to-Hydrogen Efficiency, STH)이 높아 태양광 수전해 기반 친환경 수소 생산 시스템에서 핵심 소재로 주목받고 있는 금속산화물이다. 기존의 BiVO₄ 전구체 용액은 최대 100mM의 농도로만 제조가 가능해 고성능 박막을 형성하기 위해서는 8회 이상의 다중 코팅과 열처리 공정이 반복적으로 필요했다. 이로 인해 공정 속도가 느리고 재료 소모가 많아 생산성이 낮다는 한계가 있었다. 기계연 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 아세틸아세톤(Acetylacetone), 아세틱 애시드(Acetic Acid), 디메틸설폭사이드(DMSO)를 최적의 비율로 혼합한 고농도 BiVO₄ 전구체 용액을 개발했다. 이를 이용하면 단 한 번의 코팅만으로도 균일하면서도 고성능의 BiVO₄ 박막을 형성할 수 있으며 기존 대비 생산성을 약 5.9배 향상시킬 수 있다. 또 연구팀은 144cm²의 대면적 광전극을 제작하고 해당 전극 4개를 연결해 576cm² 크기의 초대형 전극 시스템으로 확장했다. 특히 이 시스템과 태양전지를 병렬로 연결해 외부 전원 없이 자연 태양광만으로 수소를 생산하는 데 성공했다. 자연 태양광 조건에서도 안정적으로 높은 광전류를 생성해 친환경 수소 생산을 위한 경제성과 효율성을 확보했으며 상용화 가능성을 크게 높였다. 기계연 이지혜 센터장은 “이번 연구는 고농도 BiVO₄ 전구체 용액 개발로 대면적 광전극 제조의 효율성과 생산성을 혁신적으로 개선한 성과”라며, “지속 가능한 에너지로의 전환과 친환경 수소 생산 상용화를 앞당길 것으로 기대한다”고 밝혔다. 연구팀은 이 같은 대면적 BiVO₄ 광전극 개발로 국내특허 및 PCT 출원을 진행 중이며 영국왕립화학회에서 발행하는 국제학술지인 'Journal of Materials Chemistry A'(JCR:Q1, IF:10.7)에도 게재됐다. jiany@fnnews.com 연지안 기자

LX세미콘이 미래 성장사업으로 육성해온 방열기판(사진)의 양산을 시작했다. LX세미콘은 30일 경기 시흥시 LX세미콘 시흥캠퍼스에서 친환경 차량용 방열기판의 양산 출하를 축하하는 기념식을 했다고 밝혔다. LX세미콘은 지난 2022년 경기 시흥시에 3000평 규모의 방열기판 공장을 준공하고, 경쟁력을 확보하기 위해 에칭(식각) 공정을 내재화하는 등 제품 양산을 위해 지난 5년간 약 1000억원을 투자했다. 공장 완공 후에는 고객에게 완벽한 제품을 공급하기 위해 시제품을 생산하며 품질관리 능력을 높여왔다. 현재 방열기판 공장의 캐파(생산능력)는 연 25만장이며 내년 말까지 50만장으로 확대할 계획이다. 친환경 차량용 방열기판은 전력소자의 열을 외부로 확산시키기 위해 높은 열 전도성을 갖는 것이 특징이며, 전기차 시장과 함께 빠르게 성장할 것으로 전망되고 있다. 특히 전기차 파워모듈의 내구성과 안정성을 높이는데 큰 영향을 주는 핵심 부품으로, 높은 방열 성능과 가혹한 조건에서도 견딜 수 있는 높은 신뢰성을 필요로 한다. LX세미콘의 방열기판은 기존방식과 차별화된 메탈 디퓨전 본딩(MDB) 공법을 적용했다. MDB 공법은 얇고 균일한 금속층으로 세라믹과 구리를 접합하는 기술이다. 접합면을 얇고 균일하게 접합할 수 있어 열적·기계적 신뢰성이 높다. 특히 질화규소(Si3N4), 질화알루미늄(AIN) 등 성능이 우수한 질화물 세라믹뿐만 아니라 산화알루미늄(Al2O3) 등 보급형인 산화물 세라믹에도 활용 가능한 공법이다. 따라서 친환경 자동차를 비롯해 전기차 충전기, 에너지 저장장치, 고속열차 등 다양한 산업분야에 적용할 수 있다. 이윤태 LX세미콘 대표이사 사장은 "차별화된 제조기술과 엄격한 품질관리를 통해 고객에게 최상의 만족을 제공할 것"이라며 "향후 방열기판 제품의 포트폴리오를 다변화해 고객을 확대해 나가겠다"고 강조했다. 임수빈 기자

[파이낸셜뉴스] LX세미콘이 미래 성장사업으로 육성해온 방열기판의 양산을 시작했다. LX세미콘은 30일 경기도 시흥시 LX세미콘 시흥캠퍼스에서 친환경 차량용 방열기판의 양산 출하를 축하하는 기념식을 진행했다고 밝혔다.  LX세미콘은 지난 22년 경기도 시흥시에 3000평 규모의 방열기판 공장을 준공하고, 경쟁력을 확보하기 위해 에칭(식각) 공정을 내재화하는 등 제품 양산을 위해 지난 5년간 약 1000억원을 투자했다. 공장 완공 후에는 고객에게 완벽한 제품을 공급하기 위해 시제품을 생산하며 품질 관리 능력을 높여왔다. 현재 방열기판 공장의 캐파(생산능력)는 연 25만장이며 내년 말까지 50만장으로 확대할 계획이다. 친환경 차량용 방열기판은 전력소자의 열을 외부로 확산시키기 위해 높은 열 전도성을 갖는 것이 특징이며, 전기차 시장과 함께 빠르게 성장할 것으로 전망되고 있다. 특히 전기차 파워모듈의 내구성과 안정성을 높이는데 큰 영향을 주는 핵심 부품으로, 높은 방열 성능과 가혹한 조건에서도 견딜 수 있는 높은 신뢰성을 필요로 한다. LX세미콘의 방열기판은 기존방식과 차별화된 메탈 디퓨젼 본딩(MDB) 공법을 적용했다. MDB 공법은 얇고 균일한 금속층으로 세라믹과 구리를 접합하는 기술이다. 접합면을 얇고 균일하게 접합할 수 있어 열적, 기계적 신뢰성이 높다. 특히 질화규소(Si3N4), 질화알루미늄(AIN) 등 성능이 우수한 질화물 세라믹뿐만 아니라 산화알루미늄(Al2O3) 등 보급형인 산화물 세라믹에도 활용 가능한 공법이다. 따라서 친환경 자동차를 비롯해 전기차 충전기, 에너지 저장장치, 고속열차 등 다양한 산업분야에 적용할 수 있다. 이윤태 LX세미콘 대표이사 사장은 “차별화된 제조기술과 엄격한 품질 관리를 통해 고객에게 최상의 만족을 제공할 것”이라며 “향후 방열기판 제품의 포트폴리오를 다변화해 고객을 확대해 나가겠다”고 강조했다.  soup@fnnews.com 임수빈 기자

[파이낸셜뉴스] 지구 온난화의 주요 원인으로 지목되는 강력한 온실가스인 메탄을 고부가가치 산업 원료인 에탄올로 만드는 기술이 개발됐다. 특히 이 기술은 기존 석유기반의 에탄올 생산공정보다 탄소배출을 최대 90% 줄일 수 있다. 또한 공정 장비와 전력비용을 25% 줄여 경제성도 탁월하다. 고려대 화공생명공학과 문준혁 교수팀은 국립타이완대 보이 유 교수팀과 국제 공동 연구를 통해, 상온에서 메탄으로 에탄올을 만드는 고성능 전기화학 촉매 시스템 개발했다고 24일 밝혔다. 이 시스템을 테스트한 결과, 촉매 1g으로 한시간만에 26 밀리몰(mmol)을 만들어냈다. 즉 에탄올 26mmol은 무게로 환산하면 약 1.2g 정도로 아주 적은 양이지만 여기에 사용한 촉매 또한 1g으로 아주 적다. 또한 이 촉매는 100시간 이상 오랫동안 사용해도 그 성능이 유지됐다. 이와함께 공정 모의실험을 통해 기술의 실현 가능성도 검토했다. 그 결과, 기술경제성 분석(TEA)에서 전해조 단가와 전력 비용이 약 25% 절감될 경우, 생산 단가를 낮출 수 있음을 확인했다. 특히 생애주기환경평가(LCA)에서는 기존 바이오 및 석유 기반 에탄올 생산 공정보다 탄소 배출량이 최대 90%까지 줄었다. 연구진이 이번에 개발한 핵심 기술은 여러 종류의 금속 원소가 섞인 '고엔트로피 산화물'이라는 특별한 물질을 이용한 새로운 촉매 설계다. 고엔트로피 산화물은 다섯 가지 넘는 여러 금속 원자가 아무렇게나 섞여 있는 독특한 구조를 가지고 있어서, 각 원자끼리 영향을 주고받아 기존 촉매에서는 볼 수 없었던 새로운 성질을 보여준다. 연구진은 이 고엔트로피 산화물 구조 안에 메탄 반응에 가장 중요한 역할을 하는 코발트 원자를 아주 작게, 딱 한 개씩 떨어뜨려 놓는 특별한 설계를 했다. 마치 넓은 운동장에 똑똑하게 배치된 전봇대처럼, 촉매 표면에 혼자 떨어져 있는 코발트 원자들은 메탄 분자와의 반응을 최고로 끌어올리는 역할을 한다. 기존의 금속 알갱이 촉매와는 달리, 낱개의 원자로 된 촉매는 금속 원자를 100% 가까이 활용할 수 있고, 주변 환경과 섬세하게 반응을 조절해 원하는 반응만 잘 일어나도록 만들 수 있다. 특히 이번 연구에서는 코발트 낱개 원자가 고엔트로피 산화물 지지대와 딱 맞는 전자적 관계를 맺으면서 메탄 분자의 끈을 쉽게 끊고 에탄올로 바꾸는 중요한 역할을 한다는 것을 알아냈다. 문준혁 교수는 "이번 연구결과는 메탄 전환 뿐만아니라 다양한 연료 전환 및 산화 반응에도 확대 적용될 수 있을 것"이라고 말했다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 고성능 전기화학 촉매 시스템을 소재 분야 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)'에 지난 23일 발표했으며, 학술지에서는 표지(Inside Front Cover) 논문으로 선정했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] "오랜 기간 축적한 기술력과 신뢰를 바탕으로 희토류 제련 분야에서 독보적인 경쟁력을 확보해 고품질 희토류 제품을 생산할 계획입니다. 이를 통해 지속적으로 글로벌 공급망을 확대해 나가겠습니다.” 임종찬 우성금속 대표( 사진)는 26일 이같이 밝히고 자사의 기술력과 성장 전략에 대한 강한 자신감을 드러냈다. 2001년 설립된 우성금속은 국내 최대 규모의 주물 제품 생산 설비를 보유하며 대형 구조물 및 핵심 산업용 부품 제작 경쟁력을 바탕으로 글로벌 시장에서 빠르게 입지를 확대하고 있다. 지난해 말 우성금속은 섬유제품 제조·가공 및 판매와 희토류 메탈바(NdPr Metal) 사업을 주력으로 영위하는 코스피 상장사 성안머티리얼스를 인수하며 희토류 사업 진출에 본격적인 발판을 마련했다. 국내 최초로 미국산 희토류를 활용해 순도 98% 이상의 희토류 메탈바 생산에 성공한 성안머티리얼스는 미국 최대 희토류 기업과 미국산 희토류 산화물 공급 계약을 체결하는 등 사업 영역을 꾸준히 확대하고 있다. 전자제품, 전기차, 재생에너지 등 다양한 산업에서 핵심 역할을 담당하는 희토류는 최근 거세진 관세전쟁과 별도로 전략 자산화가 가능한 광물 자원으로써 중요성이 더욱 부각되고 있다. 희토류가 미·중 패권전쟁에서 중요한 역할을 차지할 것이라는 분석도 나온다. 실제로 희토류를 둘러싼 공급망 안정성 확보와 시장 주도권 경쟁이 한층 치열해지고 있다. 시장조사기관 리서치네스터(Research Nester)에 따르면 2025년 희토류 금속 시장 규모는 2037년까지 약 335억달러(47조8380억원)에 이를 것으로 예상된다. 임 대표는 “우성금속의 첨단 기술력과 대형화 설비를 희토류 사업에 융합해 미래 성장의 원동력이 될 시너지 효과를 창출할 것”이라며 기대감을 나타냈다. 그는 "나아가 성안머티리얼스와의 합병을 통해 주력 사업인 주물과 함께 희토류 산업에서도 차세대 경쟁력을 강화해 나갈 계획"이라고 덧붙였다. 우성금속은 주물 제조 본업에서도 지속적인 성장 가능성을 보여주고 있다. 지난해 매출액은 전년 대비 320% 증가했으며, 영업이익은 약 1000% 이상 급증했다. 러시아·우크라이나 전쟁으로 주물 최대 생산국인 우크라이나의 철강산업이 붕괴되자, 대체 공급처를 모색하던 글로벌 기업들이 수주를 확대하며 실적 성장에 기여했다. 여기에 경쟁국인 이탈리아 대비 우성금속의 제품이 30% 이상 저렴해 가격 경쟁력에서도 우위를 차지했다. 우크라이나의 재건까지는 10년 이상의 시간이 소요될 것으로 예상되는 만큼, 우성금속은 이 기간 글로벌 시장에서 입지를 더욱 확대하며 장기적인 성장 기회를 모색할 계획이다. 현재 우성금속은 영국 글로벌 광산기업에 터널용 세그먼트 제품을 납품하고 있으며, 유럽과 브라질에서도 추가 견적 요청이 이어지고 있다. 우성금속은 원자력 폐연료봉 관련 신사업도 추진 중이다. 인공지능(AI) 산업의 폭발적인 성장으로 원전 사업이 주목받는 가운데, 지난 17일 ‘고준위 방사성폐기물 관리에 관한 특별법안(고준위법)이 여야 합의로 통과되면서 시장 성장에 더욱 탄력이 붙을 전망이다. 현존하는 임시 저장 시설이 2030년 전남 한빛원전을 시작으로 포화 상태에 놓이는 만큼 임시·중간 저장 시설, 영구처분장 등의 건설에 속도가 붙을 것으로 기대된다. 임 대표는 "별도의 영업 조직 없이도 국내 대기업과 글로벌 기업들이 직접 찾아올 정도로 기술력을 인정받고 있다"라며 "우리는 단순한 부품 제조사가 아니라 최첨단 정밀 주조 기술을 통해 세계 시장을 선도하는 혁신 기업으로 앞으로도 변함없는 기술력과 신뢰를 바탕으로 글로벌 시장을 공략하겠다"라고 포부를 드러냈다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

[파이낸셜뉴스] 코스닥 센서 전문기업 엣지파운드리와 한화인텔리전스의 합병 절차가 순조롭게 진행되고 있다. 지난해 12월 6일 합병을 공시한 이후, 지난 6일 열린 임시주주총회에서는 합병 계약 승인안이 가결됐다. 최근 매수청구권 가격마저 웃돌며 사실상 합병의 9부능선을 넘었다는 분석이 나온다. 18일 업계에 따르면 엣지파운드리는 한화인텔리전스와의 합병을 앞두고 강세를 보이며 이날 52주신고가를 기록했다. 앞서 합병 발표 이후 주가는 주식매수청구권 행사 가격인 3396원을 하회하며 부담 요인으로 지적됐으나, 최근 이를 해소했다는 평가다. 한화인텔리전스는 2021년 9월 설립된 합작법인으로, 한화시스템과 엣지파운드리가 각각 263억원과 254억원을 출자해 총 517억원을 투자했다. 이에 따라 한화시스템은 50.9%, 엣지파운드리는 49.1%의 지분을 보유하고 있다. 이번 합병을 통해 한화시스템이 보유하던 한화인텔리전스 주식 52만6000주가 엣지파운드리 주식 685만6820주(10.69%)로 전환되면서 한화시스템은 엣지파운드리의 2대주주로 자리매김하게 된다. 한화인텔리전스는 지난 3년간 연구개발(R&D)을 통해 상보형 금속 산화물 반도체(CMOS) 공정 호환 생산이 가능한 320x240 픽셀 해상도(QVGA)급 열화상 센서를 개발했다. 생산시설을 확보하는 한편, 초과 수요에 대해서도 외부 CMOS 공정을 활용하는 등의 방식으로 대량 생산을 위한 기술적 환경을 마련했다. 이번 합병이 성공적으로 마무리되면 엣지파운드리는 한화인텔리전스의 비냉각형 열화상 센서 기술을 기반으로 방위산업, 로봇, 자율주행, 우주산업 등 다양한 산업군으로 사업을 확장할 계획이다. 엣지파운드리 남용현 대표는 “대량 양산이 가능한 기계설비를 갖추고 신제품 테스트를 진행하고 있다”며 “상반기 중에 본격적인 공급이 가능할 것”이라고 설명했다. 엣지파운드리는 합병 발표 이후 적극적인 자금 확보에 나섰다. 지난해 12월 17일 160억원 규모의 전환사채(CB)를 납입했고, 12월 20일에는 유상증자를 통해 120억원을 추가 확보하며 총 280억원의 자금을 마련했다. 또 소액주주의 주식매수청구권 확보를 지원하기 위해 지난 6일 17회차 전환사채 60억원 발행을 공시했다. 회사 측은 "투자자들과의 원활한 소통을 위해 합병 진행 상황과 향후 사업 계획을 적극적으로 공유하며, 주주가치 극대화를 위한 다양한 전략을 논의할 계획이다"라고 밝혔다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

[파이낸셜뉴스] 포항공과대(POSTECH) 물리학과·첨단원자력공학부 윤건수 교수, 기계공학과 진현규 교수 연구팀은 전자렌지 원리로 청정수소를 단 몇분 만에 만들었다고 15일 밝혔다. 이 기술은 고온에 의존했던 청정 수소 생산 공정을 저온에서 실현한 것으로, 마이크로파 기반 접근법은 청정 에너지 시장에서 큰 전환점을 마련할 것으로 기대된다. 진현규 교수는 "이는 기존 열화학적 수소 생산 기술의 상용화 가능성에 변화를 일으킬 것이며, 향후 마이크로파 기술을 활용한 새로운 물질 개발에도 큰 도움이 될 것"이라고 말했다. 전 세계적으로 화석 연료를 대체할 청정 에너지 기술 개발이 절실한 가운데 탄소 배출이 없는 '청정 수소'가 주목받고 있다. 하지만 현재 물을 분해해 청정 수소를 생산하는 방법은 높은 비용과 낮은 에너지 효율로 상용화에 어려움을 겪고 있다. 특히 금속 산화물의 산화-환원 반응을 활용한 열화학 공정은 약 1500도에 달하는 고온이 필요해 현실적인 도입에 제약이 많다. 연구진은 이 한계를 극복하기 위해 우리가 일상에서 사용하는 전자레인지의 에너지원인 '마이크로파'를 활용했다. 마이크로파는 음식 가열 뿐만아니라 다양한 화학 반응에서도 유용한 에너지원이다. 연구진은 이 마이크로파를 통해 가돌리늄이 첨가된 세륨 산화물의 환원 온도를 600도 이하까지 낮췄다. 이는 마이크로파의 전기적 에너지가 반응에 필요한 열에너지의 75%를 대체할 수 있음을 보여주는 결과다. 또, 마이크로파 기술은 물을 분해해 수소를 생산하는데 매우 중요한 '산소 공공' 형성에 적합하다. 산소 공공은 물질 속 산소 원자가 빠져나가 빈자리가 생긴 상태다. 기존 방식에서는 금속 산화물 내부의 산소가 환원 반응을 통해 빠져나가며 산소의 빈자리가 만들어진다. 이 과정은 고온에서 수 시간이 걸렸다. 그러나 연구진은 600도 이하의 온도에서 단 몇 분 만에 산소 공공을 만드는 데 성공했다. 윤건수 교수는 "마이크로파를 이용한 새로운 메커니즘 제시와 기존 공정의 한계 극복에 중요한 성과"라고 덧붙였다. 한편, 연구진은 새로운 청정수소 생산 기술을 재료 화학 분야 국제 학술지인 '재료화학회지 A(Journal of Materials Chemistry A)'에 발표했으며, 학술지에서는 내부 표지 논문으로 게재했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자