석사과정 이예령 씨, 띠따기리 자야라만 박사, 최명룡 교수. (사진=경상국립대 제공)

경상국립대학교 자연과학대학 화학과 최명룡 교수 연구팀은 산소 발생 반응을 가속화하기 위한 이중 레이저 합성법 개발에 성공했다고 밝혔다.

화학과 석사과정 이예령 씨와 띠따기리 자야라만 연구교수가 공동 1저자로 참여한 이번 연구 성과는 우수성을 인정받아 와일리에서 발행하는 SCI 학술지인 '에코맷(EcoMat)'(IF: 12.213)에 게재됐다.

그래핀 기반의 이중구조는 양자 홀 효과와 같은 특이한 특성으로 인해 다양한 전기화학 에너지 변환 응용 분야에서 활발하게 연구되고 있다.

하지만 그래핀은 전기 전도성이 높고 강도가 세기 때문에 대량 생산하는 과정에서 많은 화학적 환원제가 사용된다.

최명룡 교수 연구팀은 강한 환원제를 사용하지 않고 펄스 레이저 시스템을 이용한 친환경 레이저 합성법을 개발했다.

이 방법으로 합성된 그래핀 기반의 촉매는 산소에 대한 친화력이 증가해 에너지 장벽이 낮아지고 활성 사이트가 많이 생기기 때문에 산소 발생 반응에서 좋은 효율을 나타낸다. 이 같은 메커니즘은 실시간 전기화학 라만 분광법을 사용해 반응 중간체의 상 재구성 관찰을 통해 밝혔다.

이 결과는 대규모 에너지 생산 및 저장 장치를 위한 효율적인 전기촉매 개발의 새로운 경로를 개척할 것으로 기대된다.

이번 연구 수행은 한국연구재단(NRF)과 교육부에서 주관하는 기초과학 연구역량 강화사업의 '광화학 나노소재 전문 핵심연구지원센터'의 지원으로 수행됐다.