서울대 정우철 교수, 바이로이트대 Francesco Ciucci 교수, KAIST 최벽파 교수 공동 연구팀 (제1저자: 김현승 박사, Jiapeng Liu 박사, 장규선 박사)이 고온 산화물 연료전지 촉매의 반응 중 발생하는 양이온 편석이 성능 열화로 이어지는 메커니즘을 규명하였다.
연구진은 Sr(Ti,Fe)O3-δ 촉매를 원자 수준으로 평탄한 박막으로 증착, 고해상도 표면 분석을 통해 반응 중 Sr 결핍 현상을 확인하였다. 이어 Atom Probe Tomography (APT)를 활용해 원자 단위의 3차원 조성 분포를 정량 검증했으며, 시뮬레이션을 통해 이런 조성 변화가 전자구조를 변화시켜 반응 활성화 에너지를 증가시킴을 보였다.
본 연구는 오랜 논쟁이었던 양이온 편석 유발 열화의 메커니즘을 명확히 정리한 성과로 평가되며, 2026년 1월 세계적인 학술지 Journal of the American Chemical Society에 게재되었다.
▲ 정우철 교수, 김현승 박사, 원자 수준 평탄 Sr(Ti,Fe)O3-δ 표면에서 Sr 결핍으로 인한 성능 열화 증명