- 기존 법칙 설명 못한 저가 금속 높은 수소 투과도 학계 최초로 재규명 - 고가 팔라듐 최소화한 복합 분리막 개발로 이어져…수소 투과율 5배↑ 수소경제 시대의 도래를 앞두고 전 세계적으로 새로운 에너지 패러다임을 선점하기 위한 경쟁이 한창인 가운데, 국내 연구진이 수소경제 활성화의 핵심기술로 지목되고 있는 저비용 고효율 수소 생산 기술을 개발해 관심이 집중되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 수소·연료전지연구단 한종희·조영석 박사팀이 고가의 귀금속 사용을 최소화하면서도 기존 대비 5배 이상 높은 수소 투과율을 보이는 고성능 복합 분리막을 개발했다고 밝혔다. 이를 통해 정제된 수소는 99.999% 이상의 고순도로 수소전기차에도 바로 활용이 가능한 수준으로 나타났다. KIST 연구진은 이와 함께 금속 복합 분리막 실험 과정에서 기존 시버트의 법칙*으로 좀처럼 설명이 되지 않던 탄탈럼(Ta), 니오븀(Nb), 바나듐(V) 등의 수소 투과 특성을 학계 최초로 재규명하는 데도 성공했다. *시버트의 법칙(Sievert’s Law) : 금속 층의 수소 원자 확산 이론. 금속 분리막의 수소 투과 현상을 이해하는 법칙으로 활용되고 있다. 우리나라는 올해 초 대대적인 수소경제 활성화 로드맵을 발표하고 관련 원천기술 확보에 박차를 가하고 있다. 정부는 연간 2천 대 수준인 수소전기차 보급을 2040년 620만 대까지 확대하고 이에 필요한 수소 생산량 역시 526만 톤 이상으로 늘릴 계획이다. 이 중 특히 수소전기차용 고순도 수소 생산 기술은 향후 수소경제 활성화 로드맵 실현의 중요한 열쇠가 될 것으로 전망되어 왔다. 현재 전 세계 수소 공급량의 90% 이상을 차지하는 추출 수소는 천연가스 등을 고온의 수증기로 열분해하는 방식이다. 하지만 수소를 고순도로 정제하기 위해서는 이산화탄소, 일산화탄소 등의 불필요한 성분들을 흡착·제거하는 복잡한 공정이 필요해 수소 가격상승의 요인이 되고 있다. 한편 분리막을 이용한 수소 정제 기술은 간단하고 모듈화가 쉬워 경제적이고 효율적으로 고순도 수소를 생산할 수 있는 잠재력을 지니고 있다. 에너지 투입량도 기존 흡착 기반 공정 대비 절반 이하다. 하지만 고가의 귀금속인 팔라듐을 기반으로 한다는 점이 약점으로 작용해 왔다. 이에 따라 KIST 연구진은 높은 수소 투과도 및 순도와 경제성을 함께 갖춘 금속 복합 분리막 소재를 개발하던 중 주기율표 5족에 속하는 전이금속들에 팔라듐을 얇은 두께로 증착시켰다. 그 결과 5족 금속의 높은 수소 투과율과 팔라듐의 우수한 수소 분리 특성을 동시에 구현하는 금속 복합 분리막을 제작했다. 또한 분리막 표면 반응성을 고려한 새로운 수소 투과 모델에 따른 실험 결과, 기존에 알려진 금속 복합 분리막의 수소 투과율 계산이 수소 용해도와 확산도를 잘못된 온도 영역에서 합산하며 발생한 오류라는 사실을 밝혀냈다. KIST 조영석 박사는 “연구팀이 제시한 수소 투과 모델과 분리막 실험 결과가 금속 복합 분리막의 투과 특성을 새롭게 이해하는 데 도움이 되기를 바란다”라고 말했다. KIST 한종희 소장은 “국내 연구진이 개발한 수소 정제 원천기술이 기존 수소 정제 공정의 효율성 개선과 수소 가격 저감에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 「Journal of Membrane Science」 (IF : 7.015, JCR 분야 상위 1.724%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Unconventional Hydrogen Permeation Behavior of Pd/BCC Composite Membranes and Significance of Surface Reaction Kinetics - (제1저자) 한국과학기술연구원 수소？연료전지연구단 이찬현 위촉연구원(現에너지기술연구원) - (제1저자) 한국과학기술연구원 수소？연료전지연구단 조영석 선임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 청정신기술연구소 한종희 책임연구원 <그림설명> [그림 1] (좌) 개발된 금속 복합막의 수소투과 모식도 (우) Ta, Nb, V 및 Pd의 온도에 따른 수소 확산도 [그림 2] 개발된 복합 분리막 사진 및 분석 결과

- 기존 법칙 설명 못한 저가 금속 높은 수소 투과도 학계 최초로 재규명 - 고가 팔라듐 최소화한 복합 분리막 개발로 이어져…수소 투과율 5배↑ 수소경제 시대의 도래를 앞두고 전 세계적으로 새로운 에너지 패러다임을 선점하기 위한 경쟁이 한창인 가운데, 국내 연구진이 수소경제 활성화의 핵심기술로 지목되고 있는 저비용 고효율 수소 생산 기술을 개발해 관심이 집중되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 수소·연료전지연구단 한종희·조영석 박사팀이 고가의 귀금속 사용을 최소화하면서도 기존 대비 5배 이상 높은 수소 투과율을 보이는 고성능 복합 분리막을 개발했다고 밝혔다. 이를 통해 정제된 수소는 99.999% 이상의 고순도로 수소전기차에도 바로 활용이 가능한 수준으로 나타났다. KIST 연구진은 이와 함께 금속 복합 분리막 실험 과정에서 기존 시버트의 법칙*으로 좀처럼 설명이 되지 않던 탄탈럼(Ta), 니오븀(Nb), 바나듐(V) 등의 수소 투과 특성을 학계 최초로 재규명하는 데도 성공했다. *시버트의 법칙(Sievert’s Law) : 금속 층의 수소 원자 확산 이론. 금속 분리막의 수소 투과 현상을 이해하는 법칙으로 활용되고 있다. 우리나라는 올해 초 대대적인 수소경제 활성화 로드맵을 발표하고 관련 원천기술 확보에 박차를 가하고 있다. 정부는 연간 2천 대 수준인 수소전기차 보급을 2040년 620만 대까지 확대하고 이에 필요한 수소 생산량 역시 526만 톤 이상으로 늘릴 계획이다. 이 중 특히 수소전기차용 고순도 수소 생산 기술은 향후 수소경제 활성화 로드맵 실현의 중요한 열쇠가 될 것으로 전망되어 왔다. 현재 전 세계 수소 공급량의 90% 이상을 차지하는 추출 수소는 천연가스 등을 고온의 수증기로 열분해하는 방식이다. 하지만 수소를 고순도로 정제하기 위해서는 이산화탄소, 일산화탄소 등의 불필요한 성분들을 흡착·제거하는 복잡한 공정이 필요해 수소 가격상승의 요인이 되고 있다. 한편 분리막을 이용한 수소 정제 기술은 간단하고 모듈화가 쉬워 경제적이고 효율적으로 고순도 수소를 생산할 수 있는 잠재력을 지니고 있다. 에너지 투입량도 기존 흡착 기반 공정 대비 절반 이하다. 하지만 고가의 귀금속인 팔라듐을 기반으로 한다는 점이 약점으로 작용해 왔다. 이에 따라 KIST 연구진은 높은 수소 투과도 및 순도와 경제성을 함께 갖춘 금속 복합 분리막 소재를 개발하던 중 주기율표 5족에 속하는 전이금속들에 팔라듐을 얇은 두께로 증착시켰다. 그 결과 5족 금속의 높은 수소 투과율과 팔라듐의 우수한 수소 분리 특성을 동시에 구현하는 금속 복합 분리막을 제작했다. 또한 분리막 표면 반응성을 고려한 새로운 수소 투과 모델에 따른 실험 결과, 기존에 알려진 금속 복합 분리막의 수소 투과율 계산이 수소 용해도와 확산도를 잘못된 온도 영역에서 합산하며 발생한 오류라는 사실을 밝혀냈다. KIST 조영석 박사는 “연구팀이 제시한 수소 투과 모델과 분리막 실험 결과가 금속 복합 분리막의 투과 특성을 새롭게 이해하는 데 도움이 되기를 바란다”라고 말했다. KIST 한종희 소장은 “국내 연구진이 개발한 수소 정제 원천기술이 기존 수소 정제 공정의 효율성 개선과 수소 가격 저감에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 「Journal of Membrane Science」 (IF : 7.015, JCR 분야 상위 1.724%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Unconventional Hydrogen Permeation Behavior of Pd/BCC Composite Membranes and Significance of Surface Reaction Kinetics - (제1저자) 한국과학기술연구원 수소？연료전지연구단 이찬현 위촉연구원(現에너지기술연구원) - (제1저자) 한국과학기술연구원 수소？연료전지연구단 조영석 선임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 청정신기술연구소 한종희 책임연구원 <그림설명> [그림 1] (좌) 개발된 금속 복합막의 수소투과 모식도 (우) Ta, Nb, V 및 Pd의 온도에 따른 수소 확산도 [그림 2] 개발된 복합 분리막 사진 및 분석 결과

- 기존 법칙 설명 못한 저가 금속 높은 수소 투과도 학계 최초로 재규명 - 고가 팔라듐 최소화한 복합 분리막 개발로 이어져…수소 투과율 5배↑ 수소경제 시대의 도래를 앞두고 전 세계적으로 새로운 에너지 패러다임을 선점하기 위한 경쟁이 한창인 가운데, 국내 연구진이 수소경제 활성화의 핵심기술로 지목되고 있는 저비용 고효율 수소 생산 기술을 개발해 관심이 집중되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 수소·연료전지연구단 한종희·조영석 박사팀이 고가의 귀금속 사용을 최소화하면서도 기존 대비 5배 이상 높은 수소 투과율을 보이는 고성능 복합 분리막을 개발했다고 밝혔다. 이를 통해 정제된 수소는 99.999% 이상의 고순도로 수소전기차에도 바로 활용이 가능한 수준으로 나타났다. KIST 연구진은 이와 함께 금속 복합 분리막 실험 과정에서 기존 시버트의 법칙*으로 좀처럼 설명이 되지 않던 탄탈럼(Ta), 니오븀(Nb), 바나듐(V) 등의 수소 투과 특성을 학계 최초로 재규명하는 데도 성공했다. *시버트의 법칙(Sievert’s Law) : 금속 층의 수소 원자 확산 이론. 금속 분리막의 수소 투과 현상을 이해하는 법칙으로 활용되고 있다. 우리나라는 올해 초 대대적인 수소경제 활성화 로드맵을 발표하고 관련 원천기술 확보에 박차를 가하고 있다. 정부는 연간 2천 대 수준인 수소전기차 보급을 2040년 620만 대까지 확대하고 이에 필요한 수소 생산량 역시 526만 톤 이상으로 늘릴 계획이다. 이 중 특히 수소전기차용 고순도 수소 생산 기술은 향후 수소경제 활성화 로드맵 실현의 중요한 열쇠가 될 것으로 전망되어 왔다. 현재 전 세계 수소 공급량의 90% 이상을 차지하는 추출 수소는 천연가스 등을 고온의 수증기로 열분해하는 방식이다. 하지만 수소를 고순도로 정제하기 위해서는 이산화탄소, 일산화탄소 등의 불필요한 성분들을 흡착·제거하는 복잡한 공정이 필요해 수소 가격상승의 요인이 되고 있다. 한편 분리막을 이용한 수소 정제 기술은 간단하고 모듈화가 쉬워 경제적이고 효율적으로 고순도 수소를 생산할 수 있는 잠재력을 지니고 있다. 에너지 투입량도 기존 흡착 기반 공정 대비 절반 이하다. 하지만 고가의 귀금속인 팔라듐을 기반으로 한다는 점이 약점으로 작용해 왔다. 이에 따라 KIST 연구진은 높은 수소 투과도 및 순도와 경제성을 함께 갖춘 금속 복합 분리막 소재를 개발하던 중 주기율표 5족에 속하는 전이금속들에 팔라듐을 얇은 두께로 증착시켰다. 그 결과 5족 금속의 높은 수소 투과율과 팔라듐의 우수한 수소 분리 특성을 동시에 구현하는 금속 복합 분리막을 제작했다. 또한 분리막 표면 반응성을 고려한 새로운 수소 투과 모델에 따른 실험 결과, 기존에 알려진 금속 복합 분리막의 수소 투과율 계산이 수소 용해도와 확산도를 잘못된 온도 영역에서 합산하며 발생한 오류라는 사실을 밝혀냈다. KIST 조영석 박사는 “연구팀이 제시한 수소 투과 모델과 분리막 실험 결과가 금속 복합 분리막의 투과 특성을 새롭게 이해하는 데 도움이 되기를 바란다”라고 말했다. KIST 한종희 소장은 “국내 연구진이 개발한 수소 정제 원천기술이 기존 수소 정제 공정의 효율성 개선과 수소 가격 저감에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 「Journal of Membrane Science」 (IF : 7.015, JCR 분야 상위 1.724%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Unconventional Hydrogen Permeation Behavior of Pd/BCC Composite Membranes and Significance of Surface Reaction Kinetics - (제1저자) 한국과학기술연구원 수소？연료전지연구단 이찬현 위촉연구원(現에너지기술연구원) - (제1저자) 한국과학기술연구원 수소？연료전지연구단 조영석 선임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 청정신기술연구소 한종희 책임연구원 <그림설명> [그림 1] (좌) 개발된 금속 복합막의 수소투과 모식도 (우) Ta, Nb, V 및 Pd의 온도에 따른 수소 확산도 [그림 2] 개발된 복합 분리막 사진 및 분석 결과

- ‘글로벌 혁신 클러스터’를 통한 과학기술 리더십 확보의 장(場) 마련 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 2019년 11월 6일(수)~7일(목) 양일간 서울 더 플라자호텔에서 ‘2019 서울 S&T 포럼’을 개최한다고 밝혔다. 이번 포럼은 과학기술정보통신부(장관 최기영) 후원으로 국가과학기술연구회(NST, 이사장 원광연)가 주최하고 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권), 과학기술정책연구원(STEPI, 원장 조황희), 연구개발특구진흥재단(INNOPOLIS, 이사장 양성광), 오송첨단의료산업진흥재단(KBIO Health, 이사장 박구선)이 공동 주관한다. 올해로 7회를 맞는 본 포럼은 지난 2010년 서울에서 개최된 G20 정상회의를 계기로 처음 시작되어, 출연(연) 및 국내·외 과학기술 연구·정책 분야 리더, 국제기구, 정부 담당자 등이 참여하여 과학기술을 통한 지구적 현안 해결을 논의하는 장(場)이 되어왔다. 이번 포럼은 연구개발특구의 세계적인 혁신클러스터로의 발전방안을 모색하는 데에 초점을 맞췄다. “글로벌 포용·혁신성장을 견인하는 혁신 클러스터"라는 주제로 과학기술 및 관련 분야 오피니언 리더 등 국내외 전문가 총 29개국 200여 명이 참석했다. 특히 대덕연구단지, 오송첨단의료복합단지와 같은 국내 대표적인 혁신클러스터와 더불어 세계의 유수 혁신클러스터 전문가를 초청하여 국내외 혁신클러스터의 사례발표를 통해 미래성장동력 창출을 위한 혁신클러스터의 성공 요인과 시사점을 도출했다. 개회식 기조 강연을 통해 과학기술정보통신부가 ’18년도부터 추진하고 있는 강소연구개발특구의 효과적 추진을 위한 정책·R&D·사업화 분야의 공공 민간 파트너십(Public-Private-Partnership) 전략을 논의했다. 이어서 세션 1에서는 혁신클러스터를 구성하는 산/학/연 주체의 특성과 상호간의 협력 메커니즘, 지배구조가 어떻게 혁신 클러스터의 성공에 영향을 미치는지에 대한 발표 후, 패널 토론을 통해 이 두 가지 구성요소들을 연결하는 방안에 대하여 논의하는 방식으로 진행되었다. 세션 2에서는 Biomedical 분야 글로벌 혁신 클러스터에서는 어떤 연구협력이 진행되는지, 세션 3에서는 세계 유수 클러스터들은 기술혁신 성과를 어떻게 새로운 가치, 일자리로 창출하고 있는가에 대하여 같은 방식으로 발표와 패널 토론이 진행된다. 7일(목) 2일 차에는 KIST 윤석진 부원장의 ‘홍릉 지역의 세계적인 혁신 클러스터로의 공공 민간 파트너십 전략방안’ 발표 후, 모든 연사가 참여하여 강소연구개발특구 사업과 연계하여 서울 홍릉 지역의 바이오·의료 융합클러스터로의 발전방안에 대한 종합토론이 진행될 예정이다. KIST 이병권 원장은 개회사에서 “이번 포럼을 통해 혁신 클러스터의 중요성과 발전 방향을 확인하여, 홍릉 지역이 바이오·의료 융합클러스터로 발전할 수 있도록 KIST가 역할을 다하고자 한다.”라고 밝혔다. NST 원광연 이사장은 환영사를 통해 “지금, 기술혁신을 통한 미래성장동력 창출을 위해 공공연구기관의 과학기술 리더십이 더욱 강조되는 시기”라고 말하면서, “클러스터를 조성하여 지속적인 교류와 협력이 활발히 이루어지는 여건을 마련하는 것이 중요하며, 이번 포럼을 통해 산학연의 연결을 강화하고 클러스터를 활성화하는 계기가 되길 바란다."고 당부하였다.

- KIST, 베트남 과학기술분야 정부부처 공무원 초청 워크숍 개최 - ODA 프로그램 일환, 신(新)남방정책 과학기술 협력 가속화 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 11월 13일(수)~20일(수)까지 총 8일간, KIST 본원에서 베트남 과학기술부(MOST) 및 관계부처 공무원 총 14명을 초청하여 ‘2019 Workshop on Capacity Building in S&T Policy Formulation’을 개최한다. 지난 2015년부터 시작된 KIST 주관 개발도상국 과학기술부처 공무원 및 연구자 대상 초청 워크숍은 강의, 기관방문, 액션플랜 수립 등의 활동을 통해 협력국의 과학기술 선진화 및 연구능력을 함양하는 데 기여하였다. 올해에는 베트남 과학기술부 및 관계부처 공무원 총 14명이 참가하여 한국의 과학기술 발전경험 및 정책에 대해 배우고, KIST의 설립 초기 정부의 역할, 과학기술 발전 기여방안, 인재양성 분야에 대한 경험을 공유할 예정이다. 특히, 이번 워크숍은 ’18~’20년에 걸쳐 진행되는 베트남 과학기술분야 정부부처 공무원 대상 제2차 년도 워크숍이며, KIST 연구진들과 베트남 공무원들이 함께 양국 과학기술 정책 및 제도 분석을 통해 베트남에 설립될 VKIST(한-베트남 과학기술연구원)*의 성공적인 운영 방안과 양국 간 과학기술 정책의 발전 방안을 모색한다. * Vietnam-Korea Institute of Science and Technology 이를 통해 양국 간 과학기술 정책의 장점을 부각시키는 액션플랜을 도출하여 국가의 과학기술 발전에 일조하며, VKIST를 포함한 다양한 과학기술 협력의 초석을 마련할 예정이다. KIST 이병권 원장은 “이번 워크숍을 통해 KIST가 베트남의 과학기술 동력을 이끄는 동시에, 한 걸음 더 나아가 ‘한-아세안 미래공동체’를 실현하는 데에 크게 기여하길 기대한다.”고 밝혔다. 한편, KIST는 2015년 에티오피아 과학기술부 공무원, 2016년 중남미 3개국(에콰도르, 파라과이, 페루) 과학기술 관련 공무원 및 연구자, 2017년 아프리카 4개국(세네갈, 에티오피아, 르완다, 코트디부아르) 대학 총장 및 교수진, 2018년 베트남 과학기술부 공무원을 대상으로 개발도상국 초청 워크숍을 진행한 바 있다. 특히, 2017년도 초청연수에서는 KIST-World Bank-아프리카 4개국 대학 인력교류 및 공동연구 장학 프로그램 신설·운영에 합의하였고, 동 프로그램을 통해 2019년도 총 4명의 박사과정 학생이 KIST School에 입학한 바 있다.

- ‘황’ 들어간 그래핀, 중금속 흡착 가능 및 복합소재 강도와 가스차단성 향상 - 고부가가치 그래핀 新 제조방법 제시, 향후 차세대 에너지 저장 제품 등에 응용 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 탄소융합소재연구센터 유남호 박사팀은 황을 포함(도핑)한 그래핀을 제조하는 공정을 개발했다. 개발된 황을 포함한 그래핀은 수은을 포함한 중금속 흡착이 가능하고, 복합 소재의 강도와 가스 차단성이 향상되었으며, 사용된 황은 다시 회수하여 재사용이 가능하다. 연구진은 향후 폐기 시 환경오염을 유발하는 황 폐기물을 이용할 수 있을 것이라고 밝혔다. 최근 석유 정제과정에서 부산물로 생성되는 대량의 황 폐기물로 인한 다양한 환경적인 문제를 해결하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 국내의 경우 대부분의 황 폐기물을 처리할 방법이 없어 중국에 수출하고 있다. 하지만 중국의 산업 고도화로 인해 수출량이 줄어들 것으로 예측됨에 따라 황을 활용할 수 있는 다양한 신소재의 개발을 시도하고 있지만, 현재 가시적인 성과가 나오고 있지 않은 상황이다. 꿈의 소재라 불리는 그래핀은 흑연을 산화시킨 후 다시 환원시켜 제조할 수 있다. 이때 환원을 돕는 환원제가 필요한데, KIST 연구진은 150도 이상의 온도에서 녹은 황이 효과적인 환원제 역할을 할 수 있다는 점을 이용하였다. 황을 환원제로 사용함으로써 별도의 환원제 없이 그래핀을 제조할 수 있었다. 또한, 그래핀을 제조하고 남은 황은 재사용이 가능하고, 다시 회수할 수 있었다. KIST 연구진이 제조한 그래핀은 중금속을 흡착하는 능력이 뛰어나고 유기용매에서 분산성이 뛰어나다. 수용액 내에서 수은 이온을 94% 이상 흡착하여 제거할 수 있고 복합소재 제조 시 기존 소재보다 150% 이상 강도가 향상되었으며 복합소재의 가스 차단성 또한 95% 이상 향상됐다. 이번에 황으로 개발한 그래핀은 수은을 포함하는 중금속 제거용 필터, 자동차 및 항공용 부품 소재, 전자기기 부품 그리고 에너지 저장용 배터리 제품을 개발하는데 응용 가능하다. KIST 유남호 박사는 “이번 연구결과는 황을 유용하게 활용할 수 있는 새로운 방법을 제시할 뿐만 아니라 황이 가지고 있는 고유한 특성을 이용하여 고부가가치의 새로운 그래핀 소재를 제조하는 방법을 제시하고, 동시에 복합소재 및 필터 그리고 에너지 저장 관련 응용이 가능하고 파급효과가 큰 기술이 될 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원을 받아 KIST의 주요사업과 한국연구재단 나노소재기술개발사업 및 우주핵심기술개발사업으로 수행되었다. 이번 연구결과는 소재 분야 유명 국제 저널인 ‘Composites Part B : Engineering’ (IF: 6.86, JCR 분야 상위 2.00%) 최신호에 게재되었다. *(논문명) Sustainable production of reduced graphene oxide using elemental sulfur for multifunctional composites - (제1저자) 한국과학기술연구원 남기호 연구원(現 연세대학교 연구원) - (제1저자) 한국과학기술연구원 김경민 연구원(現 ㈜부흥산업사 연구원) - (교신저자) 한국과학기술연구원 유남호 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 황을 이용한 그래핀 제조의 모식도 [그림 2] (a) 다양한 수은 농도에서의 황 도핑 그래핀의 수은 제거효율　 (b~c) 수은을 흡착한 그래핀의　TEM(전자현미경)　사진 및 지도 [그림 3] (a) 황 도핑 그래핀을 이용한 폴리이미드/그래핀 나노 복합체 필름의 사진. (b) 나노 복합체 필름의 stress-strain 그래프. [그림 4] (a~b) 폴리이미드/그래핀 나노 복합체 필름에서, (왼쪽) 그래핀 함량에 따른 나노 복합체 필름의 산소 투과성 그래프 (오른쪽) 그래핀 함량에 따른 나노 복합체 필름의 산소 확산성 및 용해성 그래프

- ‘황’ 들어간 그래핀, 중금속 흡착 가능 및 복합소재 강도와 가스차단성 향상 - 고부가가치 그래핀 新 제조방법 제시, 향후 차세대 에너지 저장 제품 등에 응용 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 탄소융합소재연구센터 유남호 박사팀은 황을 포함(도핑)한 그래핀을 제조하는 공정을 개발했다. 개발된 황을 포함한 그래핀은 수은을 포함한 중금속 흡착이 가능하고, 복합 소재의 강도와 가스 차단성이 향상되었으며, 사용된 황은 다시 회수하여 재사용이 가능하다. 연구진은 향후 폐기 시 환경오염을 유발하는 황 폐기물을 이용할 수 있을 것이라고 밝혔다. 최근 석유 정제과정에서 부산물로 생성되는 대량의 황 폐기물로 인한 다양한 환경적인 문제를 해결하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 국내의 경우 대부분의 황 폐기물을 처리할 방법이 없어 중국에 수출하고 있다. 하지만 중국의 산업 고도화로 인해 수출량이 줄어들 것으로 예측됨에 따라 황을 활용할 수 있는 다양한 신소재의 개발을 시도하고 있지만, 현재 가시적인 성과가 나오고 있지 않은 상황이다. 꿈의 소재라 불리는 그래핀은 흑연을 산화시킨 후 다시 환원시켜 제조할 수 있다. 이때 환원을 돕는 환원제가 필요한데, KIST 연구진은 150도 이상의 온도에서 녹은 황이 효과적인 환원제 역할을 할 수 있다는 점을 이용하였다. 황을 환원제로 사용함으로써 별도의 환원제 없이 그래핀을 제조할 수 있었다. 또한, 그래핀을 제조하고 남은 황은 재사용이 가능하고, 다시 회수할 수 있었다. KIST 연구진이 제조한 그래핀은 중금속을 흡착하는 능력이 뛰어나고 유기용매에서 분산성이 뛰어나다. 수용액 내에서 수은 이온을 94% 이상 흡착하여 제거할 수 있고 복합소재 제조 시 기존 소재보다 150% 이상 강도가 향상되었으며 복합소재의 가스 차단성 또한 95% 이상 향상됐다. 이번에 황으로 개발한 그래핀은 수은을 포함하는 중금속 제거용 필터, 자동차 및 항공용 부품 소재, 전자기기 부품 그리고 에너지 저장용 배터리 제품을 개발하는데 응용 가능하다. KIST 유남호 박사는 “이번 연구결과는 황을 유용하게 활용할 수 있는 새로운 방법을 제시할 뿐만 아니라 황이 가지고 있는 고유한 특성을 이용하여 고부가가치의 새로운 그래핀 소재를 제조하는 방법을 제시하고, 동시에 복합소재 및 필터 그리고 에너지 저장 관련 응용이 가능하고 파급효과가 큰 기술이 될 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원을 받아 KIST의 주요사업과 한국연구재단 나노소재기술개발사업 및 우주핵심기술개발사업으로 수행되었다. 이번 연구결과는 소재 분야 유명 국제 저널인 ‘Composites Part B : Engineering’ (IF: 6.86, JCR 분야 상위 2.00%) 최신호에 게재되었다. *(논문명) Sustainable production of reduced graphene oxide using elemental sulfur for multifunctional composites - (제1저자) 한국과학기술연구원 남기호 연구원(現 연세대학교 연구원) - (제1저자) 한국과학기술연구원 김경민 연구원(現 ㈜부흥산업사 연구원) - (교신저자) 한국과학기술연구원 유남호 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 황을 이용한 그래핀 제조의 모식도 [그림 2] (a) 다양한 수은 농도에서의 황 도핑 그래핀의 수은 제거효율　 (b~c) 수은을 흡착한 그래핀의　TEM(전자현미경)　사진 및 지도 [그림 3] (a) 황 도핑 그래핀을 이용한 폴리이미드/그래핀 나노 복합체 필름의 사진. (b) 나노 복합체 필름의 stress-strain 그래프. [그림 4] (a~b) 폴리이미드/그래핀 나노 복합체 필름에서, (왼쪽) 그래핀 함량에 따른 나노 복합체 필름의 산소 투과성 그래프 (오른쪽) 그래핀 함량에 따른 나노 복합체 필름의 산소 확산성 및 용해성 그래프

- ‘황’ 들어간 그래핀, 중금속 흡착 가능 및 복합소재 강도와 가스차단성 향상 - 고부가가치 그래핀 新 제조방법 제시, 향후 차세대 에너지 저장 제품 등에 응용 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 탄소융합소재연구센터 유남호 박사팀은 황을 포함(도핑)한 그래핀을 제조하는 공정을 개발했다. 개발된 황을 포함한 그래핀은 수은을 포함한 중금속 흡착이 가능하고, 복합 소재의 강도와 가스 차단성이 향상되었으며, 사용된 황은 다시 회수하여 재사용이 가능하다. 연구진은 향후 폐기 시 환경오염을 유발하는 황 폐기물을 이용할 수 있을 것이라고 밝혔다. 최근 석유 정제과정에서 부산물로 생성되는 대량의 황 폐기물로 인한 다양한 환경적인 문제를 해결하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 국내의 경우 대부분의 황 폐기물을 처리할 방법이 없어 중국에 수출하고 있다. 하지만 중국의 산업 고도화로 인해 수출량이 줄어들 것으로 예측됨에 따라 황을 활용할 수 있는 다양한 신소재의 개발을 시도하고 있지만, 현재 가시적인 성과가 나오고 있지 않은 상황이다. 꿈의 소재라 불리는 그래핀은 흑연을 산화시킨 후 다시 환원시켜 제조할 수 있다. 이때 환원을 돕는 환원제가 필요한데, KIST 연구진은 150도 이상의 온도에서 녹은 황이 효과적인 환원제 역할을 할 수 있다는 점을 이용하였다. 황을 환원제로 사용함으로써 별도의 환원제 없이 그래핀을 제조할 수 있었다. 또한, 그래핀을 제조하고 남은 황은 재사용이 가능하고, 다시 회수할 수 있었다. KIST 연구진이 제조한 그래핀은 중금속을 흡착하는 능력이 뛰어나고 유기용매에서 분산성이 뛰어나다. 수용액 내에서 수은 이온을 94% 이상 흡착하여 제거할 수 있고 복합소재 제조 시 기존 소재보다 150% 이상 강도가 향상되었으며 복합소재의 가스 차단성 또한 95% 이상 향상됐다. 이번에 황으로 개발한 그래핀은 수은을 포함하는 중금속 제거용 필터, 자동차 및 항공용 부품 소재, 전자기기 부품 그리고 에너지 저장용 배터리 제품을 개발하는데 응용 가능하다. KIST 유남호 박사는 “이번 연구결과는 황을 유용하게 활용할 수 있는 새로운 방법을 제시할 뿐만 아니라 황이 가지고 있는 고유한 특성을 이용하여 고부가가치의 새로운 그래핀 소재를 제조하는 방법을 제시하고, 동시에 복합소재 및 필터 그리고 에너지 저장 관련 응용이 가능하고 파급효과가 큰 기술이 될 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원을 받아 KIST의 주요사업과 한국연구재단 나노소재기술개발사업 및 우주핵심기술개발사업으로 수행되었다. 이번 연구결과는 소재 분야 유명 국제 저널인 ‘Composites Part B : Engineering’ (IF: 6.86, JCR 분야 상위 2.00%) 최신호에 게재되었다. *(논문명) Sustainable production of reduced graphene oxide using elemental sulfur for multifunctional composites - (제1저자) 한국과학기술연구원 남기호 연구원(現 연세대학교 연구원) - (제1저자) 한국과학기술연구원 김경민 연구원(現 ㈜부흥산업사 연구원) - (교신저자) 한국과학기술연구원 유남호 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 황을 이용한 그래핀 제조의 모식도 [그림 2] (a) 다양한 수은 농도에서의 황 도핑 그래핀의 수은 제거효율　 (b~c) 수은을 흡착한 그래핀의　TEM(전자현미경)　사진 및 지도 [그림 3] (a) 황 도핑 그래핀을 이용한 폴리이미드/그래핀 나노 복합체 필름의 사진. (b) 나노 복합체 필름의 stress-strain 그래프. [그림 4] (a~b) 폴리이미드/그래핀 나노 복합체 필름에서, (왼쪽) 그래핀 함량에 따른 나노 복합체 필름의 산소 투과성 그래프 (오른쪽) 그래핀 함량에 따른 나노 복합체 필름의 산소 확산성 및 용해성 그래프

- ‘황’ 들어간 그래핀, 중금속 흡착 가능 및 복합소재 강도와 가스차단성 향상 - 고부가가치 그래핀 新 제조방법 제시, 향후 차세대 에너지 저장 제품 등에 응용 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 탄소융합소재연구센터 유남호 박사팀은 황을 포함(도핑)한 그래핀을 제조하는 공정을 개발했다. 개발된 황을 포함한 그래핀은 수은을 포함한 중금속 흡착이 가능하고, 복합 소재의 강도와 가스 차단성이 향상되었으며, 사용된 황은 다시 회수하여 재사용이 가능하다. 연구진은 향후 폐기 시 환경오염을 유발하는 황 폐기물을 이용할 수 있을 것이라고 밝혔다. 최근 석유 정제과정에서 부산물로 생성되는 대량의 황 폐기물로 인한 다양한 환경적인 문제를 해결하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 국내의 경우 대부분의 황 폐기물을 처리할 방법이 없어 중국에 수출하고 있다. 하지만 중국의 산업 고도화로 인해 수출량이 줄어들 것으로 예측됨에 따라 황을 활용할 수 있는 다양한 신소재의 개발을 시도하고 있지만, 현재 가시적인 성과가 나오고 있지 않은 상황이다. 꿈의 소재라 불리는 그래핀은 흑연을 산화시킨 후 다시 환원시켜 제조할 수 있다. 이때 환원을 돕는 환원제가 필요한데, KIST 연구진은 150도 이상의 온도에서 녹은 황이 효과적인 환원제 역할을 할 수 있다는 점을 이용하였다. 황을 환원제로 사용함으로써 별도의 환원제 없이 그래핀을 제조할 수 있었다. 또한, 그래핀을 제조하고 남은 황은 재사용이 가능하고, 다시 회수할 수 있었다. KIST 연구진이 제조한 그래핀은 중금속을 흡착하는 능력이 뛰어나고 유기용매에서 분산성이 뛰어나다. 수용액 내에서 수은 이온을 94% 이상 흡착하여 제거할 수 있고 복합소재 제조 시 기존 소재보다 150% 이상 강도가 향상되었으며 복합소재의 가스 차단성 또한 95% 이상 향상됐다. 이번에 황으로 개발한 그래핀은 수은을 포함하는 중금속 제거용 필터, 자동차 및 항공용 부품 소재, 전자기기 부품 그리고 에너지 저장용 배터리 제품을 개발하는데 응용 가능하다. KIST 유남호 박사는 “이번 연구결과는 황을 유용하게 활용할 수 있는 새로운 방법을 제시할 뿐만 아니라 황이 가지고 있는 고유한 특성을 이용하여 고부가가치의 새로운 그래핀 소재를 제조하는 방법을 제시하고, 동시에 복합소재 및 필터 그리고 에너지 저장 관련 응용이 가능하고 파급효과가 큰 기술이 될 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원을 받아 KIST의 주요사업과 한국연구재단 나노소재기술개발사업 및 우주핵심기술개발사업으로 수행되었다. 이번 연구결과는 소재 분야 유명 국제 저널인 ‘Composites Part B : Engineering’ (IF: 6.86, JCR 분야 상위 2.00%) 최신호에 게재되었다. *(논문명) Sustainable production of reduced graphene oxide using elemental sulfur for multifunctional composites - (제1저자) 한국과학기술연구원 남기호 연구원(現 연세대학교 연구원) - (제1저자) 한국과학기술연구원 김경민 연구원(現 ㈜부흥산업사 연구원) - (교신저자) 한국과학기술연구원 유남호 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 황을 이용한 그래핀 제조의 모식도 [그림 2] (a) 다양한 수은 농도에서의 황 도핑 그래핀의 수은 제거효율　 (b~c) 수은을 흡착한 그래핀의　TEM(전자현미경)　사진 및 지도 [그림 3] (a) 황 도핑 그래핀을 이용한 폴리이미드/그래핀 나노 복합체 필름의 사진. (b) 나노 복합체 필름의 stress-strain 그래프. [그림 4] (a~b) 폴리이미드/그래핀 나노 복합체 필름에서, (왼쪽) 그래핀 함량에 따른 나노 복합체 필름의 산소 투과성 그래프 (오른쪽) 그래핀 함량에 따른 나노 복합체 필름의 산소 확산성 및 용해성 그래프

- ‘황’ 들어간 그래핀, 중금속 흡착 가능 및 복합소재 강도와 가스차단성 향상 - 고부가가치 그래핀 新 제조방법 제시, 향후 차세대 에너지 저장 제품 등에 응용 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 탄소융합소재연구센터 유남호 박사팀은 황을 포함(도핑)한 그래핀을 제조하는 공정을 개발했다. 개발된 황을 포함한 그래핀은 수은을 포함한 중금속 흡착이 가능하고, 복합 소재의 강도와 가스 차단성이 향상되었으며, 사용된 황은 다시 회수하여 재사용이 가능하다. 연구진은 향후 폐기 시 환경오염을 유발하는 황 폐기물을 이용할 수 있을 것이라고 밝혔다. 최근 석유 정제과정에서 부산물로 생성되는 대량의 황 폐기물로 인한 다양한 환경적인 문제를 해결하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 국내의 경우 대부분의 황 폐기물을 처리할 방법이 없어 중국에 수출하고 있다. 하지만 중국의 산업 고도화로 인해 수출량이 줄어들 것으로 예측됨에 따라 황을 활용할 수 있는 다양한 신소재의 개발을 시도하고 있지만, 현재 가시적인 성과가 나오고 있지 않은 상황이다. 꿈의 소재라 불리는 그래핀은 흑연을 산화시킨 후 다시 환원시켜 제조할 수 있다. 이때 환원을 돕는 환원제가 필요한데, KIST 연구진은 150도 이상의 온도에서 녹은 황이 효과적인 환원제 역할을 할 수 있다는 점을 이용하였다. 황을 환원제로 사용함으로써 별도의 환원제 없이 그래핀을 제조할 수 있었다. 또한, 그래핀을 제조하고 남은 황은 재사용이 가능하고, 다시 회수할 수 있었다. KIST 연구진이 제조한 그래핀은 중금속을 흡착하는 능력이 뛰어나고 유기용매에서 분산성이 뛰어나다. 수용액 내에서 수은 이온을 94% 이상 흡착하여 제거할 수 있고 복합소재 제조 시 기존 소재보다 150% 이상 강도가 향상되었으며 복합소재의 가스 차단성 또한 95% 이상 향상됐다. 이번에 황으로 개발한 그래핀은 수은을 포함하는 중금속 제거용 필터, 자동차 및 항공용 부품 소재, 전자기기 부품 그리고 에너지 저장용 배터리 제품을 개발하는데 응용 가능하다. KIST 유남호 박사는 “이번 연구결과는 황을 유용하게 활용할 수 있는 새로운 방법을 제시할 뿐만 아니라 황이 가지고 있는 고유한 특성을 이용하여 고부가가치의 새로운 그래핀 소재를 제조하는 방법을 제시하고, 동시에 복합소재 및 필터 그리고 에너지 저장 관련 응용이 가능하고 파급효과가 큰 기술이 될 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원을 받아 KIST의 주요사업과 한국연구재단 나노소재기술개발사업 및 우주핵심기술개발사업으로 수행되었다. 이번 연구결과는 소재 분야 유명 국제 저널인 ‘Composites Part B : Engineering’ (IF: 6.86, JCR 분야 상위 2.00%) 최신호에 게재되었다. *(논문명) Sustainable production of reduced graphene oxide using elemental sulfur for multifunctional composites - (제1저자) 한국과학기술연구원 남기호 연구원(現 연세대학교 연구원) - (제1저자) 한국과학기술연구원 김경민 연구원(現 ㈜부흥산업사 연구원) - (교신저자) 한국과학기술연구원 유남호 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 황을 이용한 그래핀 제조의 모식도 [그림 2] (a) 다양한 수은 농도에서의 황 도핑 그래핀의 수은 제거효율　 (b~c) 수은을 흡착한 그래핀의　TEM(전자현미경)　사진 및 지도 [그림 3] (a) 황 도핑 그래핀을 이용한 폴리이미드/그래핀 나노 복합체 필름의 사진. (b) 나노 복합체 필름의 stress-strain 그래프. [그림 4] (a~b) 폴리이미드/그래핀 나노 복합체 필름에서, (왼쪽) 그래핀 함량에 따른 나노 복합체 필름의 산소 투과성 그래프 (오른쪽) 그래핀 함량에 따른 나노 복합체 필름의 산소 확산성 및 용해성 그래프