일반 대기압 환경에서도 물질 내부 원자 구조를 살필 수 있는 시설
포항가속기연구소(PAL)와 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 지난 14일 포항방사광가속기 저장 링에서 ‘대기압 광전자 분광학 빔 라인’(AP-XPS) 준공식을 가졌다.
광전자 분광학은 물질 내부 원자의 화학 성분과 전자적 구조정보를 알아내는 기법이다.
물질 표면에 빛을 비추면 탈출하는 광전자를 검출해 실험하는 방식이다.
AP-XPS 빔 라인은 포항가속기연구소와 한국기초과학지원연구원이 공동으로 투자한 35번째 빔 라인이다.
빔 라인은 전자가 저장링에서 회전하면서 방사광을 뿜어낼 때 원하는 에너지의 방사광만을 선별하는 장치다.
포항 AP-XPS 빔라인은 해외에서도 널리 활용되기 시작한 최신 기술로, 이 사업에는 55억 원의 예산이 투입됐다.
이 기술을 활용하면 엑스선으로 물질의 화학적, 전자적 구조를 분석할 수 있어 환경과 전기화학, 촉매관련 나노재료 물성 등을 연구할 수 있다.
2016년에 설계돼 이듬해부터 제작이 시작됐으며, 지난해 설치가 완료돼 시운전을 했다.
기존 광전자 분광 장비(XPS)의 특성상 초고진공 환경에서만 실험이 가능했는데, AP-XPS 빔라인은 3세대 방사광원과 진공 기술이 발달한 덕분에 일반 대기압 환경에서도 가능하도록 개발됐다.
이로 인해 실제 대기압 하에 온도와 전압 등을 조절하면서 실시간으로 변화를 측정할 수 있다.
수소 저장물질과 2차전지 소재, 태양전지 전극 소재를 개발하거나 분석하고 반응 메커니즘을 구현하는 데 쓰일 전망이다.
포항가속기연구소 관계자는 “일반 대기압 환경에서 물질 내부 원자 구조를 살필 수 있을 뿐만 아니라, 최근 기후변화로 이슈가 되고 있는 신재생 에너지 분야 연구에도 크게 기여할 것으로 보인다”고 말했다.
김웅희 기자 woong@idaegu.com