경상국립대학교 김주영·박재현 교수 연구팀, 고효율 기체 저장 소재 기술 개발

▸다학제간 융합연구로 차세대 암모니아 저장 기술 확보 

▸소수성 소재의 기하학적 설계로 고압 암모니아 저장 성능 극대화

▸국제학술지 《미국화학회지》에 발표…미래 에너지 저장 기술 기대

경상국립대학교(GNU·총장 권진회) 자연과학대학 화학과 김주영 교수팀과 우주항공대학 항공우주공학부 박재현 교수팀은 공동연구를 통해 미래 에너지원으로 주목받는 암모니아를 효율적으로 저장할 수 있는 새로운 소재 설계 기술을 개발했다. 

연구 결과는 화학 분야에서 세계적으로 가장 권위 있는 학술지인 《미국화학회지(Journal of the American Chemical Society)》(IF: 15.7)에 ‘기하학적 설계를 통한 소수성 금속-유기 골격체의 고압 암모니아 저장 성능 향상(Hydrophobic Metal-Organic Frameworks Enable Superior High-Pressure Ammonia Storage through Geometric Design)’이라는 제목으로 게재됐다.

암모니아는 최근 탄소중립 실현을 위한 핵심 수단인 수소를 저장하고 운송하는 매개체로서 큰 관심을 받고 있다. 하지만 기존 저장 소재들은 암모니아와 너무 강하게 결합하여 다시 꺼내 쓰기가 어렵거나, 반복 사용 시 소재 자체가 손상되는 한계가 있었다.

연구팀은 알루미늄 기반 소재들을 합성·분석한 결과, 친수성보다 소재 내부 통로의 기하학적 구조가 고압 환경에서의 성능을 결정하는 더 중요한 요인임을 밝혔다. 새롭게 설계된 소재는 높은 압력에서도 많은 양의 암모니아를 저장할 수 있으며, 여러 번 반복 사용해도 성능이 95% 이상 유지되는 뛰어난 내구성을 보였다. 

이번 연구는 구민규 석박사통합과정생이 제1저자로 참여하여 주도했으며, 라다크리슈난 안바라산 박사가 이론 계산을 수행하여 핵심 메커니즘 규명에 기여했다. 연구팀은 이번 성과가 기초 과학과 응용 공학의 성공적인 융합 사례임을 강조하며, 앞으로 이 기술이 친환경 항공우주 분야와 에너지 저장 산업에 널리 적용되기를 기대한다고 전했다.

이 연구는 한국에너지기술평가원 알키미스트 프로젝트, 한국연구재단 기초연구실 사업, 글로벌 E4인력육성사업, 우주항공청 미래우주교육센터 사업, 글로컬대학 30 및 4단계 두뇌한국21 사업의 지원을 받았다.

ㅇ 사진 설명: 경상국립대학교 석박사통합과정 구민규 씨, 라다크리슈난 안바라산 박사, 박재현 교수, 김주영 교수(왼쪽부터)

ㅇ 내용 문의: 경상국립대학교 화학과 김주영 교수 055-772-1497