한기대 연구팀, 상온서 금속전기전도성 산화물 전극 개발

한국기술교육대학교는 에너지신소재화학공학부 최순목 교수 연구팀이 상온에서 금속과 대등한 전기전도도를 나타내면서 내구성은 더 우수한 산화물 전극 소재를 개발했다고 15일 밝혔다. ‘전기전도도’는 물체에 전류가 잘 흐르는 정도를 표시하는 양으로서 물질의 고유한 성질로, 금속과 같은 도체는 크고 유리나 나무 같은 부도체는 작다.

지금까지 고전도성 소재는 대부분 금속소재에 한정됐지만, 고온 안정성·내산화성·내상성이 떨어져 차량용 전자부품의 경우 ‘전기전도도’가 우수한 전극소재의 개발이 요구되고 있다.

최 교수 연구팀은 세라믹기술원 등과 공동 연구를 통해 칼슘바나듐옥사이드(CaVO3-δ)계 페롭스카이트 산화물 소재에서 전기전도도는 상온에서 티타늄(Ti) 금속만큼 우수성(1.6x105 S/㎝)을 토대로 내구성을 확보해 기존 전극 소재들과 차별화된 결과물을 개발 했다.


연구팀은 이번 연구결과는 자동차용 연료전지의 전극 소재에 적용하면 원가절감과 내구성 향상을 기대할 수 있으며, 고온 연료전지에 응용하면 기존 전극 대비 매우 우수한 전기전도도 성능 향상에 기여할 것으로 기대했다.

연구책임자인 최 교수는 “전 세계 11조 이상 시장이 형성된 적층세라믹콘덴서(MLCC)의 내부전극에 첨가될 경우 기존 첨가제 대비 높은 전기전도도로 인해 축전기(capacitor)용량의 증가 효과를 기대해 볼 수 있다”고 말했다.

이번 연구는 ‘Scripta Materialia’에 게재됐으며(Vol. 210, page 114416, 2022), 물질특허가 세라믹기술원과 공동으로 출원됐으며, 9월 한국연구 재단의 중견연구과제에 ‘금속도전성을 갖는 세라믹 전극소재의 내구성 연구’ 제목으로 지원대상 과제에 선정됐다.



천안 이종익 기자