2021년 1월 과학기술인상, 한국과학기술원 김범준 교수 선정 - 내구성 높은 블록 공중합체 탄화입자와 고성능 연료전지 개발 - |
□ 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 ‘과기정통부’)와 한국연구재단(이사장 노정혜, 이하 ‘연구재단’)은 이달의 과학기술인상 1월 수상자로 한국과학기술원 생명화학공학과 김범준 교수를 선정했다고 밝혔다.
ㅇ ‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구 개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만 원을 수여하는 시상이다.
□ 과기정통부와 연구재단은 김범준 교수가 간단한 공정으로 높은 내구성을 가지는 블록 공중합체* 탄화입자와 고성능 연료전지 개발을 통해 수소경제 활성화에 기여한 공로를 높게 평가했다고 밝혔다.
* 블록 공중합체(block copolymer) : 두 개의 서로 다른 고분자를 연결한 사슬구조, 사슬 간 반발력과 인력이 작용하여 다양한 나노구조를 효과적으로 만들 수 있다.
ㅇ 1839년 독일 화학자 프리드리히 쇤바인(Friedfich Schonbein)이 첫 연료전지 논문을 발표한 이후, 국방․항공우주․자율주행 등 다양한 분야에서 연료전지 활용이 급증하는 가운데 김범준 교수의 연구 성과는 차세대 연료전지 시장의 핵심 기술을 선점 하는데 큰 역할을 할 것으로 예상된다.
□ 김범준 교수는 고기능 분리막을 이용한 멤브레인 에멀전* 방법으로 높은 내구성의 탄화입자를 대량 생산하는 플랫폼을 개발하고, 이를 이용하여 연료전지 등의 고성능 에너지 소자를 성공적으로 만들어 냈다.
* 멤브레인 에멀전(membrane emulsion) : 에멀전은 고분자 입자를 용액 상에서 쉽게 만들 수 있는 기술이며, 멤브레인을 통해 원하는 크기의 균일한 고분자 입자만을 선택해 고품질의 입자를 대량으로 얻어낼 수 있다.
ㅇ 연구팀이 이번에 설계한 탄화입자는 세계 최고수준의 연료전지 내구성을 가졌을 뿐 아니라, 고가의 백금재료를 기존 상용제품 대비 20분의 1만을 사용했음에도 높은 성능을 달성하여 연료전지의 내구성과 가격 경쟁력을 동시에 확보하였다.
ㅇ 연구내용은 2020년 7월 에너지 인바이런먼털 사이언스(Energy Environ. Sci.)지를 비롯하여, 2019년 8월과 2020년 5월에 미국화학회지(Journal of the American Chemical Society) 등 권위 있는 학술지에 게재되었다.
□ 김범준 교수는 “이번 연구를 통해 성능과 내구성, 가격 요건을 갖춘 고성능 연료전지를 성공적으로 개발한 데 의의가 있다”라며, “관련 기술은 향후 연료전지 뿐 아니라 태양전지, 이차전지 등 여러 에너지 소자 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 수상 소감을 밝혔다.
