영남대 화학생화학과 학생들, 저명 국제 학술지 논문 게재

대학원생-학부생 공동 연구, ‘그린수소 제조에 필요한 촉매 합성 방법’ 연구 결실

영남대학교 화학생화학과 연구팀(왼쪽부터 김세연, 박혜림, 김태성 씨)[사진=영남대학교 제공]

영남대학교 화학생화학과 학생들이 또 다시 연구력을 인정받으며 저명 국제 학술지에 논문을 게재했다.

2일 영남대학교에 따르면 이번 연구에는 영남대 대학원 화학과 박혜림(23, 석사2기) 씨와 화학생화학과 4학년 김태성(24), 김세연(22) 씨가 참여했다. 이들의 연구는 태양광을 이용해 물을 분해하여 그린수소(Green Hydrogen)를 제조하는 데 있어서 가장 중요한 내구성 있는 촉매를 합성하는 연구로, 연구 논문은 국제저명저널 <저널 오브 클리너 프로덕션>(Journal of Cleaner Production, 영향력지수(IF) 9.297), <케미컬 엔지니어링 저널>(Chemical Engineering Journal, IF 13.273), <저널 오브 인더스트리얼 엔드 엔지니어링 케미스트리>(Journal of Industrial and Engineering Chemistry, IF 6.064)에 잇달아 게재됐다.

연구팀은 각각 다른 특성을 가진 촉매를 선정해 각 촉매의 특성을 최대화하면서 물과 빛에 대해 안정성이 우수한 이종-삼종 접합 촉매를 디자인하여, 광화학 반응 도중에 용해되거나 빛에 의한 부식을 방지하면서도 수소 발생 성능을 높이기 위한 연구를 진행했다.

박혜림 씨는 “촉매 시스템에서 가장 중요한 부분이 촉매의 내구성이다. 초기 활성이 아무리 좋아도 촉매가 몇 시간 견디지 못하고 활성이 떨어져 버리면 아무 소용이 없다. 그래서 학부생들과 공동 연구를 통해 불안정한 코어물질을 안정한 입자로 감싼 ‘황화카드뮴-황화텅스텐(CdS@WS2)’ 과 ‘황화코발트-이산화티타늄(CoS@TiO2)’ 이종접합 코어-쉘 촉매를 만들었다. 이 촉매들은 여러 차례의 재활용 실험에서도 열화 없이 높은 효율을 안정적으로 유지하였다.”며 후배들과 공동 연구를 진행하여 얻은 결과를 설명하였다. 두 연구 결과에서 얻은 촉매들은 향후 “PEC(광전기화학적) 물 분해 시스템에서 에노드(Anode) 전극으로 활용될 수 있다”며 “또한 앞선 두 연구 경험을 바탕으로, 황화물 계열 반도체 입자들 사이에 전자 수송 매체인 환원된 그래핀(rGO)을 다리처럼 잘 연결하여 18% 이상의 STH 효율을 가지는 Z-스킴 ‘황화아연-그래핀-황화비스무트 (ZnS/rGO/Bi2S3)’ 촉매를 합성할 수 있었다”고 케미컬 엔지니어링 저널에 실린 자신의 연구 성과를 자랑했다.

영남대 화학생화학과에서는 학부생들이 매년 우수한 논문을 저명 국제 학술지에 발표해 오고 있다. 학과 전통처럼 대를 이어가며 국제 학술지에 논문을 게재하면서 대외적으로 그 연구력을 인정받고 있다. 학부를 졸업한 선배가 대학원생으로서 연구실 후배를 끌어주고, 후배는 선배와 함께 연구를 수행하며 학부생 때부터 연구력을 국제적 수준으로 끌어올리고 있다. 특히 이번 연구 성과는 대학원 석사생과 학부생들의 학문에 대한 열정이 JCR 상위 10% 이내의 탑 저널들에 실렸다는데 그 귀추가 주목되며 앞으로 이들의 괄목할만한 성장이 기대된다.

이번 각각의 저널에 제1저자로 참여한 학부생 김태성 씨(Journal of Industrial and Engineering Chemistry)와 김세연 씨(Journal of Cleaner Production)는 “지도교수님과 대학원 선배님들이 열정적으로 연구를 수행하고 있어 자연스럽게 학부생들도 연구와 학업에 몰두할 수 있었던 것이 좋은 성과로 이어지는 것 같다. 해가 거듭될수록 더 좋은 성과가 나오는 것 같다. 내년 후배들은 우리보다 더 좋은 성과를 이뤘으면 좋겠다”고 후배들에게 격려하는 마음을 보냈다.

한편, 이번 연구는 교육부 4단계 BK21사업과 영남대 지역혁신선도연구센터(RLRC) 지원으로 수행됐다.