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전기변색소자는 전기적 제어를 통해 외부 빛의 투과율을 조절하는 장치다. 열적외선이나 가시광의 투과도를 조절해 실내 온도를 효율적으로 관리하고 에너지를 절감할 수 있는 스마트 윈도의 핵심 기술 소재다. 자동차 자동 변색 창문을 비롯해 에너지 절감형 건축물, 전자기기, 광학 보안 장치 등 다양한 분야에서 적용하고 있다.





전기변색소자의 열화 극복 기술을 개발한 전북대 이기태 교수(신소재공학부) 연구팀. 왼쪽부터 이기태 교수, 박윤태 박사, 박운용 연구원. 전북대 제공



특히, 전기변색소재는 산화 텅스텐(WO3) 기반이 상용화의 중심에 있지만, 반복된 사용 과정에서 열화로 인해 내구성이 저하되는 문제가 여전히 해결해야 할 과제로 남아 있다.

이 교수 연구팀은 이번 연구에서 WO3 산화물이 소량의 수분에 의해 용출되면서 성능 열화가 발생한다는 사실을 확인했다. 이를 해결하기 위해 원자층증착법(Atomic Layer Deposition)을 활용해 수 나노미터(㎚·10억분의 1m) 두께의 산화알루미늄(Al2O3) 보호층을 증착함으로써 고효율을 유지하면서도 내구성을 획기적으로 개선할 수 있는 방안을 제시했다.
이기태 교수는 “새로 개발한 소재와 공정은 고효율과 고내구성을 동시에 만족시키는 전기변색소자에 있어 중요한 기술적 진전을 이뤄낸 것”이라며 “이를 통해 에너지 절감형 인텔리전트 윈도 상용화에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구는 산업통상자원부와 과학기술정보통신부, 교육부 지원을 받아 수행됐고 그 성과는 재료공학 분야 과학기술 논문 인용색인(SCIE) 상위 10%에 해당하는 국제 학술지 ‘저널 오브 올로이스 앤 컴파운즈(Journal of Alloys and Compounds)’ 최신 호에 게재됐다.
전주=김동욱 기자 kdw7636@segye.com