서울대학교

화학생물공학부 김희수 연구원(대학원생), 3년간 국제유명저널에 39편의 논문 발표해 주목

김희수 연구원(사진)은 서울대공대 화학생물공학부 대학원 과정 중 39편의 SCI급 논문을 발표하였고(제 1저자 논문 14편, 공저자 논문 25편) 8편의 특허를 출원하였다. 현재의 연구 진행 상황으로 볼 때 이후 박사 졸업 때까지 약 3-4편의 SCI급 논문을 더 발표할 계획이며, 졸업후에는 해외로 나가지 않고 SK에너지(주)에 입사하여 산학협력이 필요한 분야에서 연구활동을 계속할 계획이다.

김 연구원은 평소 조용히 자신의 분야에서 연구활동을 해 오고 있어서 지도교수 외에는 이러한 연구업적을 잘 모르고 있었다. 그러다가 내년 2월 박사과정 졸업을 위해 이번 학기에 박사학위 예심을 진행하는 중에 다른 교수들에게 이 사실이 알려지게 되었다. 이러한 연구 업적은 개인의 연구업적이기도 하지만 외국의 최우수 대학에서도 성취하기 어려운 것으로, 서울대 화학생물공학부의 연구 역량이 세계적 수준임을 입증하는 결과이기도 하다는 측면에서 그 의미가 매우 크다.

박사과정 동안 김 연구원은 “헤테로폴리산 촉매를 나노 구조 담체에 나노 입자 형태로 화학적으로 고정화하여 선택적 산화반응에 적용하는 연구”를 수행하였다 (지도교수: 서울대학교 화학생물공학부 송인규 교수).
일반인들이 알고 있는 바와 같이, 촉매는 자신은 변하지 않으면서 다른 물질의 화학 반응에 참여하여 반응 속도를 빠르게 하거나 늦추게 하는 물질로 알려져 있으며, 최근 나노기술의 발전과 더불어 촉매제조 기술은 나날이 발전을 거듭하고 있다. 특히 정유 및 석유화학 산업에 있어서 기초과학과 공학 기술이 복합적으로 융합된 촉매제조 기술은 해당 사업의 성패를 좌우할 만한 매우 중요한 핵심 기술일 뿐 아니라, 화학공학 전반의 기술 수준을 가늠할 중요한 지표가 된다. 촉매 제조 기술에 있어서, 나노기술은 촉매의 입자를 나노미터 크기로 작게 만드는 차원을 넘어 해당되는 각각의 화학반응에 원하는 물질이 선택적으로 생성되도록 촉매를 디자인하는 것이 무엇보다 중요하다. 박사과정 동안 본 연구자는 금속과 산소가 마치 포도송이처럼 결합된 형태의 헤테로폴리산 촉매를 나노 구조 물질에 나노 입자 형태로 고분산시키는 연구를 수행하였다.

일반적으로 헤테로폴리산 촉매는 나노미터 크기로 존재하는 것이 아니라, 수 마이크로 이상의 벌크상태로 존재한다. 또한 헤테로폴리산 촉매는 산 및 산화반응 특성을 동시에 지니고 있으며, 이들의 특성은 그들을 구성하고 있는 금속원소들을 다양한 원소들로 상호 치환하거나 조합함으로서 조절하는 것이 가능하다. 그러나 이러한 우수한 촉매적 특성에도 불구하고 헤테로폴리산 촉매는 표면적이 매우 낮아 촉매반응 시 촉매의 활성면적을 최대한 활용하지 못하는 것이 단점이 있다.
이에 김 연구원은 헤테로폴리산 촉매를 나노 입자 형태로 비표면적이 우수한 나노 구조의 담체에 담지시킴과 동시에 기존의 제법과 달리 담체의 표면에 1-2 nm 크기의 분자상태로 화학적으로 고정화 하는데 성공하였다. 이렇게 제조된 촉매를 사용할 경우, 산 촉매 반응은 억제되고 산화반응 특성이 월등히 향상되어, 결과적으로 선택적 산화반응을 위한 고효율의 촉매로 활용 가능함을 입증하였다.

상업적으로 유용한 몇몇 반응에 있어서 본 연구에 의해 제조된 촉매는 기존의 헤테로폴리산 촉매에 비해 산화반응 활성이 적게는 2배 많게는 5배 이상 증가하는 연구 결과를 가져왔다. 이러한 연구 결과는 기초과학 측면에서의 촉매특성 연구라는 성과와 공학적인 측면에서 기존 촉매에 비해 적은양의 촉매를 사용하고도 높은 효율을 기대할 수 있는 성과이다.

문의 연락처: 880-7415 (연구실)

2007.9.20
서울대학교 홍보부