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AJOU SDGs
Goal 7. 클린 에너지

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SDG 7. 클린 에너지 게시판
	(7.4.4) 아주대학교 서형탁 교수 연구팀, 차세대 수소 에너지 필수 기술 대형기술이전 성공		74
	아주대학교가 수소 경제 및 수소 안전에 획기적 전기를 마련할 ‘수소 누설 감지용 변색 센서 기술’을 관련 기업에 기술이전 하는 데 성공했습니다. 해당 기술을 개발한 서형탁 교수(신소재공학과·대학원 에너지시스템학과) 연구팀은 이번 기술이전 계약을 통해 25억원 이상의 기술 이전료를 확보하게 됐습니다. 이는 우리 학교 개교 이래 비 바이오 분야에서 나온 최대의 기술이전 성과입니다. 이번에 서형탁 교수 연구팀이 개발한 ‘수소 누설 감지용 변색 센서 기술’은 수소 농도를 정밀하게 측정할 수 있는 고성능·고정밀 센서로, 수소 활용의 안전성 확보를 위해 꼭 필요한 기술입니다. 수소는 차세대 친환경 에너지 연료원으로 주목 받으며 여러 산업 분야로 활용 영역을 확장하고 있으나, 수소의 특성으로 인한 안전성 문제가 늘 걸림돌로 작용해 왔습니다. 무색·무취의 특징을 가진 데다 무게가 가벼워 누설 위험성이 높아 언제든 폭발로 이어질 수 있기 때문입니다. 연구팀이 연구 개발한 수소 누설 감지 센서 기술은 용액 합성 방식과 반도체 증착 방식으로 이루어져 있어, 용도에 맞는 다각도의 센서 공정을 구축하여 다양한 응용 분야별 양산화가 가능합니다. 기존 수소 감지 방식은 전원 공급이 필수적이라 정전기 발생 등의 문제로 수소 폭발 위험 및 다양한 위치에 설치가 어렵다는 문제가 있었습니다. 서 교수팀의 센서는 1차적으로 화학적 변색 방식을 이용하여 전원공급 없이 직관적으로 수소 누설을 원점에서 확인할 수 있고, 2차적으로 전기식 신호 발생에 의하여 원거리 모니터링이 가능한 다중 감지 방식을 이용하여 차별화된 수소 누설 감지 기술로 주목받고 있습니다. 또한 연구팀은 기존 수소 센서에서 제기된 소재 신뢰성 문제를 해결하기 위해 나노 소재 보호막 원천 기술을 개발하는 등 신뢰성 향상을 위한 다수의 수소 센서용 원천 소재 특허 기술도 확보했습니다. ㈜대현에스티는 해당 기술을 이용해 수소 충전소용·수소 자동차용 수소 센서 시장에 진출한다는 계획입니다. 이를 기반으로 ㈜대현에스티는 국내 시장뿐 아니라 독일, 일본, 미국 등 해외 시장에서의 매출 확대를 기대하고 있습니다. 특히 이번에 기술이전 성공한 아주대 연구팀의 기술은 내년 2월부터 적용되는 ‘수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률(수소안전법)’에 필수적인 기반 기술이라는 점에서 더욱 의미가 있습니다. 수소안전법은 수소 산업의 체계적 육성과 안전관리를 위해 수소 안전 장치를 법제화하는 내용을 담고 있습니다. 이로써 아주대는 첨단 산업화 기술을 선도하는 기관으로 자리매김할 수 있는 발판을 마련했습니다. 아주대는 지난해 기술이전 수익 33억5000만원을 기록, 전국 대학 중 7번째에 해당하는 성적을 냈습니다. 아주대 기술이전 수익은 5년째 오름세를 이어왔습니다. 기술이전 수익은 대학 소속 연구진의 연구개발 성과를 활용하고자 하는 기업이 지식재산권을 획득하며 대학에 지불하는 금액으로, 대학의 대표적 산학협력 수익이자 우수한 연구력을 보여주는 지표입니다. 아주대는 소속 연구진의 성과가 기업과 사회에서 더욱 폭넓게 활용될 수 있도록 전주기적 기술사업화 프로세스를 가동, 기술사업화 활성화를 위해 노력하고 있습니다. 한편 서형탁 교수팀은 과학기술정보통신부 산하 과학기술일자리진흥원 ‘중대형융합형성과확산지원사업’에 선정되어 본 기술의 상용화 성공을 위한 토대를 마련했습니다. 자세한 내용은 하단 링크를 참조해 주시길 바랍니다. <관련 내용> 서형탁 교수 연구팀, 차세대 수소 에너지 필수 기술 대형기술이전 성공(2021.07.28.) https://www.ajou.ac.kr/kr/ajou/news.do?mode=view&articleNo=111948&article.offset=72&articleLimit=12
	(7.4.4) 아주대학교 서형탁·김유권 교수팀, 메탄 활용한 친환경 수소·탄소 생산 기술 개발		107
	아주대학교 서형탁 교수(신소재공학과·대학원 에너지시스템학과)와 김유권 교수(화학과·대학원 에너지시스템학과) 공동 연구팀은 액상합금촉매와 지르코니아 입자가 주입된 수직 기포 반응기를 이용하여 메탄 직접 전환 수소 기체·고체 탄소 생산 기술을 개발했다고 밝혔습니다. 이에 친환경·저비용의 수소 연료와 고순도·고부가가치의 탄소를 동시에 대량 생산할 수 있는 첨단 에너지 기술로 활용될 수 있을 전망입니다. 아주대 연구팀은 도시가스와 천연가스의 주성분인 메탄가스(CH4)를 주목했다. 메탄가스를 고체 촉매를 사용해 1000℃ 이상의 고온에서 열분해하면, 기체 형태의 수소와 고체 형태의 탄소를 생성물로 얻을 수 있습니다. 그러나 이러한 방식으로 생산한 고체 탄소의 경우, 비활성화 문제가 있어 상용화가 어렵다는 한계를 보여왔습니다. 고체 탄소가 촉매 표면에 쌓이면서 궁극적으로 표면에서의 메탄가스 화학 반응을 막고, 이로 인해 반응 활성이 급격히 사라져버리기 때문입니다. 공동 연구팀은 ‘용융촉매 메탄 직접 전환 기술’을 기반으로 한 새로운 방식을 개발해냈습니다. 액상 촉매를 이용한 메탄 분해 반응에서 메탄가스가 액상 촉매 내부에서 체류하는 시간과 메탄가스의 버블 사이즈를 감소시킴으로써 메탄가스와 액상 촉매 경계의 표면적을 극대화하는 것이 반응 효율 향상에 중요한 인자임을 규명하기 위해 기존과 다른 방식을 도입한 것. 연구팀은 반응기 내부 액상 촉매에 추가적으로 지르코니아 지르코니아(지르코늄과 산소의 화합물(ZrO2). 녹는점이 높고 잘 부식되지 않으며 상온에서는 흰색 결정으로 나타남) 입자를 혼입해 메탄 버블 크기를 최소화하고 가스 유로를 복잡하게 해 기체 체류 시간을 증가시키는 방식의 새로운 반응기 구조를 개발하는 데 성공했습니다. 연구팀이 새로운 방법으로 얻은 탄소는 고순도·고부가가치의 탄소 형태(나노 튜브 및 섬유 가닥)를 보였습니다. 이러한 고순도·고부가가치의 탄소는 배터리 혹은 연료전지 소재로 활용될 수 있습니다. 수소의 친환경적 대량 생산뿐 아니라, 활용성이 넓은 탄소 소재까지 생산할 수 있는 가능성을 제시한 것입니다. 서형탁 교수는 “이산화탄소 배출 규제 강화 움직임에 따라 기존 화석연료 기반의 수소 생산 방식의 경우 비용 상승이 불가피하다”며 “환경친화적이며 비용이 적게 드는 새로운 수소 대량 생산의 길을 열었다는 점에서 이번 연구에 의미가 있다”고 진단했습니다. 서 교수는 이어 “특히 수소와 동시에 얻을 수 있는 탄소를 고순도·고부가가치 형태로 연속적으로 얻게 되면 탁월한 경제성을 확보할 수 있다는 점에서, 앞으로 실용화를 목표로 연구를 이어갈 예정”이라고 말했습니다. 한편 이번 연구는 산업자원통상자원부·한국산업기술평가관리원 주관 산업기술알키미스트프로젝트와 과학기술정보통신부·한국연구재단 주관 C1가스리파이너리사업지원으로 수행됐습니다. 자세한 내용은 하단 링크를 참조해 주시길 바랍니다. <관련 내용> 서형탁·김유권 교수팀, 메탄 활용한 친환경 수소·탄소 생산 기술 개발(2021.07.16.) https://www.ajou.ac.kr/kr/ajou/news.do?mode=view&articleNo=111728&article.offset=72&articleLimit=12
	(7.4.4) 아주대학교 서형탁 교수팀, 수소 연료 생산 위한 신개념 태양광 물분해 광전극 개발		100
	아주대학교 서형탁 교수(신소재공학과·대학원 에너지시스템학과) 연구팀이 수소 연료 생산을 위한 물 분해 광전극을 단일 소재를 이용해 개발하는 데 성공했습니다. 무공해 방식으로 수소 연료를 생산할 수 있는 저비용 고효율 광전극으로 활용될 수 있을 것으로 보입니다. 서형탁 교수팀은 기존에 널리 연구되어 왔으나 효율 향상 한계에 봉착했던 텅스텐 산화물(WO3) 광전극에 주목했습니다. 서 교수팀은 다른 소재를 추가한 이종 적층 구조를 쓰지 않고 단일 소재에 소량(1.14%)의 이트리움(Y)을 ‘도핑’할 경우 1차원 텅스텐 산화물 나노로드의 결정 방향이 광화학적으로 활성이 높은 {002}면에 대하여 정렬된다는 점을 발견해 냈습니다. 연구진은 최적 도핑 농도 및 공정 확보를 위해 수십 가지 경우의 불순물 농도를 검증, 최적 조건을 찾아냈습니다. 연구팀은 최적 조건으로 이트리움(Y)이 도핑된 텅스텐 산화물(WO3)에서 광전류가 200% 가량 대폭 향상되며, 촉매에 흡수된 빛에 의한 광전류의 수소 전환 효율은 95%에 이른다는 점을 확인했다. 그 밖에도 극소량의 도핑으로도 저항 감소, 전자구조 변화, 표면일함수 변화 등 다양한 물리·화학적 특성이 달라질 수 있음을 확인했습니다. 서형탁 교수는 “저가의 텅스텐 산화물에 극소량의 불순물 도핑을 통해 고효율 단일소재 기반의 나노구조 광전극 제조에 성공한 사례”라며 “이를 통해 최고 수준의 전환 효율로 수소를 생산할 수 있음을 확인했고, 앞으로 안정성을 더욱 개선해 실용화를 목표로 연구를 이어 가겠다”고 말했습니다. 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 주관 기초연구지원사업(기본)의 지원과 해외우수신진인력지원사업의 지원으로 수행됐습니다. 자세한 내용은 하단 링크를 참조해 주세요. <관련 내용> 서형탁 교수팀, 수소 연료 생산 위한 신개념 태양광 물분해 광전극 개발(2021.05.14.) https://www.ajou.ac.kr/kr/ajou/news.do?mode=view&articleNo=109197&article.offset=132&articleLimit=12
	(7.4.4) 아주대학교 서형탁 교수 연구팀 고성능·고정밀 수소농도센서 개발		110
	아주대학교 서형탁 교수(신소재공학과·대학원 에너지시스템학과) 연구팀이 수소 농도를 정밀하게 측정할 수 있는 수소 센서를 개발하는 데 성공했습니다. 차세대 친환경 에너지로 주목받고 있는 수소 에너지 기술의 핵심인 안전성 확보에 기여함으로써 수소의 생산과 활용 기술에 널리 적용될 수 있을 것으로 기대합니다. 서형탁 교수는 “수소 에너지 기술에 대한 주목도가 높아지고 있는 가운데 한국 기업들은 수소 전기차 기술에서 리더십을 키워가고 있다”며 “그러나 수소 안전 확보에 꼭 필요한 센서의 경우, 고가의 수입 제품에 의존할 수밖에 없었다”라고 진단했습니다. 서 교수는 “이번에 개발한 수소 센서를 수소 모니터링 시스템 기술로 확대해 상용화하기 위해 추가로 기술을 개발하고 있다”며 “수소 에너지 인프라와 반도체, 석유화학 등 수소를 활용하는 산업 분야에 폭넓게 적용될 수 있을 것”이라고 덧붙였습니다. 이번 연구는 산업통상자원부·한국에너기술평가원 주관 에너지기술개발사업과 과학기술정보통신부·한국연구재단 주관 해외우수신진인력지원사업, 기초연구지원사업, BK21 Four사업의 지원으로 수행되습니다. 해당 기술은 국내 특허 등록을 완료하였으며, 해외 특허 출원이 진행 중입니다. 자세한 내용은 하단 링크를 참조해 주세요. <관련 내용> 서형탁 교수팀, 고성능·고정밀 수소농도센서 개발(2021.01.18.) https://www.ajou.ac.kr/kr/ajou/news.do?mode=view&articleNo=105696&article.offset=192&articleLimit=12

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