경상국립대 학부생 2명, 각각 제1저자로 참여한 SCI급 논문 발표

경상국립대학교(총장 권순기, 이하 경상국립대) 융합기술공과대학 에너지공학과 안건형 교수의 스마트에너지재료연구실 소속 이수범, 윤기혁 학생이 각각 제1저자로 참여한 연구 2건이 SCI급 학술지에 잇따라 게재되는 성과를 거뒀다.

안건형 교수는 “모든 것이 연결되는 4차 산업혁명이 진행됨에 따라 정형화한 형태의 전자기기 틀에서 벗어나 각각의 전자기기가 하나로 연결되는 기술이 요구되고 있다”라며 “이에 따라 활용에 제약이 없이 디자인할 수 있는 텍스타일(Textile, 직물) 기반의 전자기기 기술이 주목받고 있다”라고 최근 동향을 설명했다.

이수범 에너지공학과 3학년 학생은 이러한 수요를 바탕으로 ‘고성능 섬유형 슈퍼커패시터를 위한 탄소섬유 전극 표면제어 및 산화환원 매개체 도입(Reversible faradaic reactions involving redox mediators and oxygen-containing groups on carbon fiber electrode for high-performance flexible fibrous supercapacitors)’이라는 제목의 논문(지도교수 안건형)을 응용화학 분야 세계 2위 학술지인 ‘에너지 화학 저널(Journal of Energy Chemistry)’(IF: 9.6, JCR: 2.0%)에 표지 논문으로 게재됐다.

이수범 학생은 탄소섬유 전극의 표면 활성화와 산화·환원 반응을 유도하는 전해질을 도입하는 연구를 수행해 스마트 전자섬유의 최대 단점인 에너지 저장성능을 기존 대비 15배 향상시켰다.

또한 4차 산업혁명에 따라 적재적소에 에너지를 지속적으로 공급해주는 에너지저장시스템(Energy Storage System, ESS)의 사용 용도가 늘어나고 있지만 화재와 폭발이라는 치명적인 사고가 계속해서 발생하고 있다.

윤기혁 에너지공학과 3학년 학생은 이러한 점을 고려해 ‘고성능 아연-이온 슈퍼커패시터를 위한 양각 및 천공된 양극 구현(Stable anode enabled by an embossed and punched structure for a high-rate performance Zn-ion hybrid capacitor)’이라는 논문을 발표했다.

윤기혁 학생은 이번 연구에서 화재와 폭발 위험성이 없는 아연-이온 슈퍼커패시터의 수명을 기존 대비 32% 향상시켰다. 이는 아연 음극의 표면을 양각 및 천공하는 공정을 통해 충전·방전 과정 중의 이온 확산경로를 단축하고 효율화해 얻은 결과이다. 윤기혁 학생의 연구 결과는 국제학술지인 ‘국제 에너지 연구 저널(International Journal of Energy Research)’(IF: 5.1, JCR: 1.2%)에 게재됐다.

안건형 교수는 “4차 산업혁명에 대응하기 위한 이러한 연구 결과들은 경상국립대 기술비즈니스센터(센터장 김현준)의 도움을 받아 특허출원 절차가 진행 중이며 전문기술에 대한 지식재산권도 확보할 예정”이라고 말했다.

이번 연구성과에 대해 이수범 학생은 “지도교수의 많은 도움으로 최근 연구되는 섬유형 슈퍼커패시터를 연구하게 된 것은 물론이고 좋은 성과까지 내어 감사하게 생각하며 앞으로 더욱 좋은 성과를 내기 위해 노력하겠다”라고 말했다.

윤기혁 학생은 “학부 2학년 때부터 지도교수가 준 기회로 일찍 연구 활동에 참여해 최근 각광받는 아연-이온 슈퍼커패시터를 연구하게 되어 굉장히 뜻깊었다”라며 “이러한 좋은 성과를 내도록 많은 도움을 주신 지도교수님과 연구원분들께 진심으로 감사하다”라고 말했다.

아울러 “앞으로 더 많은 연구에 참여해 연구자로서 사회에 기여하겠다”라고 밝혔다.

안건형 교수는 “이수범, 윤기혁 학생의 연구는 4차 산업혁명 시대에 요구되는 핵심 원천기술을 국내 기술로 개발한 것”이라며 “웨어러블 에너지 저장장치 및 폭발·화재의 위험이 없는 안전한 차세대 전지로서 주목받을 것으로 기대된다”라고 밝혔다.

또한 “학부생이 수업을 병행하며 스스로 연구해 SCI급 학술지에 제1저자로 논문을 게재하는 경우는 흔하지 않은 일”이라며 “미래가 기대되는 연구자”라고 말했다.

한편 이번 연구는 한국연구재단이 주관하는 신진연구자지원사업의 지원으로 수행했다.