친환경 수소 대량생산 연구 선도그룹
친환경 수소 대량생산 연구 선도그룹
  • 임성희 기자
  • 승인 2021.05.07 17:02
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친환경 수소 대량생산 연구 선도그룹

사진=임성희 기자
사진=임성희 기자

수소 경제 시대 도래에 대한 기대감이 커지는 가운데, 수소 대량생산 기술을 선점하고자 많은 연구그룹이 치열하게 경쟁하고 있다. 관련 기술의 선점은 수소 경제 시대의 주도권을 의미하기 때문이다. 국내에서는 아주대 김유권 교수 연구그룹이 관련 분야 기술을 선도하고 있다. 친환경 수소생산에 대한 기대감까지 더하며 앞으로의 행보가 더욱 주목된다.

친환경 수소생산, 메탄 전환 에너지 프로젝트
온실가스인 메탄을 대량으로 수소로 전환할 방법은 없을까? 촉매반응 원리에 관심이 많던 김유권 교수는 수소생산, 메탄 전환에 대한 아이디어들을 고민하기 시작했다. “에너지원으로 청정 수소를 생산해야 한다거나, 또 탄소 기반 천연가스의 주성분인 메탄을 친환경적인 에너지원으로 전환해야 한다는 시대적 요구에 공감해서 더욱 관련 분야에 매진했던 것 같아요” 결과적으로 김유권 교수의 연구그룹은 열촉매를 활용한 친환경 수소 대량생산 연구에서 선도적인 성과를 내고 있다. 그리고 최근 C1 가스 리파이너리 사업에 ‘고부가 탄소소재와 수소 생산을 위한 액체합금촉매와 메탄 열촉매분해 공정개발’로 신규과제에 선정되며 앞으로 첨단기술개발과 실증에 대한 기대가 크다. “이산화탄소가 나오지 않게, 메탄을 깨서 수소와 고체 탄소로 전환하는 공정을 개발하는 것이 현 과제의 주요 연구 목표입니다. 열촉매를 사용할 예정인데, 화학반응이 잘 일어날 수 있는 반응기와 반응 공정을 만드는 일도 결코 쉬운 일이 아니지만, 궁극적으로는 반응로를 1000℃까지 가열, 유지하는 과정에서 이산화탄소가 발생하지 않는 에너지원도 고민해야 할 겁니다. 이런 목표는 현존하는 기술을 넘어야 하는 엄청난 도전적 과제이지만, 주위에 여러 대학 연구팀들, 정부 출연연 연구팀들, 그리고 기업 연구소와도 협력하면 해결 할 수 있을 것이라 생각합니다” 실증을 통해 현장에 투입할 수 있는 좋은 과제에 선정됐지만, 그만큼 김유권 교수의 어깨가 더 무겁다. 하지만 메탄을 수소로 바꾸는 전환율 90%를 목표로 3년 안에 파일럿 단계까지 만들겠다는 계획은 관련 기업들에 큰 관심을 받고 있어 후에 기술이전까지 수월하게 진행될 것으로 보인다.

광촉매, 열촉매를 이용한 에너지 활용 
아주대 에너지 활용 촉매 표면화학 연구실의 키워드는 에너지 활용이다. 그 과정에서 촉매라는 물질이 필수인데, 김유권 교수는 광촉매와 열촉매를 활용한 연구를 진행하고 있다. “산화물 표면의 구조와 광촉매 반응성의 관계라든지 표면 구조에 따른 촉매반응 속도와 반응 메커니즘을 규명하는 연구를 수행해 왔고, 이를 바탕으로 프랑스 툴루즈 대학의 연구팀과는 플라스마 활용 연구를, 국가 핵융합연구소와는 핵융합 플라스마를 감시하는 거울 표면을 보호하는 연구를, 그리고 국내외 대학 연구팀들과는 태양전지에 관한 연구를 꾸준히 수행하고 있습니다” 김유권 교수는 영향력 있는 국내외 학술지에 꾸준히 좋은 논문을 내고 있으며 다양한 연구그룹들과의 협업으로 좋은 시너지를 내고 있다. 그는 “이런 다양한 연구들은 친환경 에너지원을 생산하고 이를 효율적으로 활용하는 기술과 밀접한 관련이 있어서 많은 학생이 그 필요성에 공감할 것이기 때문에, 내가 우리 사회의 지속 가능한 발전에 이바지한다는 마음으로 열심히 연구에 동참하기를 희망하고 있습니다”라고 밝히며 “연구는 성적 순이 아닙니다. 연구에 관한 관심과 인내만 있다면 누구보다 우수한 성과를 낼 수 있습니다. 실험실에서 자주 움직이고 이것저것 관심을 두고 만지다 보면 힘들거나 지루할 틈이 없을 거예요”라고 덧붙였다.

김유권 교수는 “저희 실험실의 다양한 연구들은 친환경 에너지원을 생산하고 이를 효율적으로 활용하는 기술과 밀접한 관련이 있어서 많은 학생이 그 필요성에 공감할 것이기 때문에, 내가 우리 사회의 지속 가능한 발전에 이바지한다는 마음으로 열심히 연구에 동참하기를 희망하고 있습니다”라고 밝혔다. 사진=임성희 기자
김유권 교수는 “저희 실험실의 다양한 연구들은 친환경 에너지원을 생산하고 이를 효율적으로 활용하는 기술과 밀접한 관련이 있어서 많은 학생이 그 필요성에 공감할 것이기 때문에, 내가 우리 사회의 지속 가능한 발전에 이바지한다는 마음으로 열심히 연구에 동참하기를 희망하고 있습니다”라고 밝혔다. 사진=임성희 기자

 

“지구와 인간이 공존할 수 있는 에너지 활용 원리를 찾아서”
탄소 제로 운동이 국내뿐만 아니라 해외에서도 확산하고 있는 가운데, 탄소를 배출하지 않고 에너지를 얻는 방법은 인류의 화두이기도 하다. 이에 아주대 에너지 활용 촉매 표면화학 연구실의 비전은 밝다. “지구와 인간이 공존할 수 있는 에너지 활용 원리를 찾아가는 것이 저희 연구그룹의 목표입니다” 김유권 교수는 더 많은 학생의 참여로 맨파워가 커진다면 더 좋은 연구성과로 이어질 수 있을 것이란 바람을 전했다. “전 연구를 하면서 행복합니다. 더 나아가 학문적으로 인정받고 사회에 유용한 기술로 이어지며 역량 있는 인재들까지 키워낸다면 정말 더할 나위 없이 행복할 겁니다. 학생들은 석박사 과정을 통해서 기본 원리를 좀 더 깊이 있게 이해하고 적용할 수 있게 됩니다. 그 과정에서 내가 하는 일이 얼마나 의미 있는 일인지 이해할 수 있지 않을까요?”
  인터뷰를 끝마치며 김유권 교수는 “내가 하는 것이 내가 잘해서 하는 부분이 10이라면 나머지 90은 남들이 해 준 것이라고 생각합니다. 그런 의미에서 90 또는 그 이상의 도움을 주신 나의 선생님들 그리고 동료연구자들과 학생들에게 감사하는 마음입니다”라고 밝혔다. 그의 감사는 사람을 향하고 있을 뿐만 아니라 자연을 향하고도 있었다. 그렇기에 그의 연구는 자연을 바라보고 있으며, 이를 통해 인간을 더 이롭게 하는 연구이기도 하다. 요즘 핫하다면 핫한 탄소 제로에 동참하는 그의 연구그룹에 미래의 인재들이 많은 관심을 두고 참여하길 바라본다.
 

[이슈메이커=임성희 기자]


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