한국표준과학연구원의 스마트소자팀은 기초 과학과 제품 양산 기술 사이의 가교 역할을 수행하며, 인류 문명의 발전과 궤를 같이하는 신소재 연구에 매진하고 있습니다. 이 팀은 표준연 내에서도 유일하게 소재를 전공한 연구원들로 구성되어 고성능, 고효율, 경량화 및 유연성을 아우르는 '스마트'한 소재를 개발합니다. 이들이 연구하는 스마트 소재는 단순히 실험실의 결과물에 머무는 것이 아니라, 우리가 일상에서 사용하는 스마트폰이나 텔레비전과 같은 최종 제품의 성능을 결정짓는 핵심적인 요소가 됩니다. 소재의 혁신이 곧 소자의 혁신으로 이어지는 융합 연구를 통해 실생활에 직접적인 변화를 끌어내고 있습니다.

기후 위기 대응이 필수적인 탄소 중립 시대에 발맞추어, 스마트소자팀은 신재생 에너지 생산과 이를 효율적으로 저장하기 위한 에너지 저장 소재 연구에 집중하고 있습니다. 태양광이나 풍력 같은 신재생 에너지는 자연 환경의 영향을 크게 받기 때문에 에너지가 일정하게 생산되지 않는다는 단점이 있습니다. 이러한 간헐성을 극복하기 위해서는 생산된 에너지를 필요한 때에 사용할 수 있도록 저장하는 기술이 무엇보다 중요합니다. 이에 팀은 이차전지와 수소 촉매와 같은 핵심 기술을 유기적으로 연계하여 인류의 삶을 보다 윤택하게 만들고 에너지 자립을 실현하기 위한 체계적인 측정 표준과 신소재 개발을 병행하고 있습니다.

열전 소재는 열과 전기를 상호 변환시키는 소재로, 열을 전기로 바꾸거나 전기를 이용해 냉각을 수행하며 버려지는 폐열을 신재생 에너지로 환원하는 중요한 역할을 합니다.

최근 전기자동차의 보급이 확대되면서 배터리의 안전성과 효율성이 중요한 사회적 화두로 떠오르고 있습니다. 현재 널리 사용되는 리튬 이온 전지는 액체 전해질을 사용하는데, 이는 발화 위험이 있어 화재 사고의 주요 원인 중 하나로 지목되곤 합니다. 스마트소자팀은 이러한 위험성을 근본적으로 제거하기 위해 불에 타지 않는 고체 형태의 전해질을 사용하는 전고체 전지 기술을 심도 있게 연구하고 있습니다. 또한 배터리의 주행 거리와 가격 경쟁력을 결정하는 양극재의 효율을 높이고 원가를 절감할 수 있는 새로운 전이 금속 소재 개발을 통해, 더 안전하고 경제적인 미래 모빌리티 환경을 구축하는 데 기여하고 있습니다.

수소 에너지는 탄소 중립을 위한 또 다른 핵심 축이며, 특히 이산화탄소 배출이 없는 ‘그린 수소’의 생산 기술이 주목받고 있습니다. 기존의 그레이 수소가 화석 연료 공정에서 발생하여 환경적 한계가 있다면, 그린 수소는 재생 에너지를 활용해 물을 분해하여 얻는 청정한 에너지원입니다. 스마트소자팀은 물 분해 과정에서 발생하는 과전압을 낮추어 수전해 효율을 극대화하는 촉매 소재를 개발하는 데 주력하고 있습니다. 단순히 우수한 촉매를 만드는 것을 넘어 수전해 셀의 내구성과 성능을 종합적으로 분석하고 평가함으로써, 친환경 수소 에너지가 실제 산업 현장과 생활 속에서 안정적으로 활용될 수 있는 기반을 마련하고 있습니다.

스마트소자팀의 연구는 이차원 소재라는 새로운 지평으로 확장되고 있습니다. 다양한 합성 방법을 통해 확보한 이차원 소재는 열전 소자, 이차전지, 수소 생산 촉매는 물론이고 차세대 반도체 분야까지 폭넓게 적용될 수 있는 무한한 잠재력을 지니고 있습니다. 팀은 올해 새로운 인재들과 함께 연구 분야의 깊이를 더하고, 다른 연구팀과의 협력을 통해 기술적 시너지를 창출하는 것을 목표로 삼고 있습니다. 소재 연구를 통해 탄소 중립 실현을 앞당기고 인류의 미래를 밝히려는 이들의 열정은 대한민국이 글로벌 소재 강국으로 도약하는 데 중요한 밑거름이 될 것으로 기대됩니다.