"석사생이 세계 권위지 논문 게재"…국립창원대 나노기술 혁신 성과

'나노다공성 망간산화물 친환경 합성법' 세계 첫 개발

[창원=뉴시스]국립창원대 스마트그린공학부 화학공학전공 정해성(왼쪽) 교수와 '나노다공성 망간산화물 친환경 합성법' 세계 첫 개발 관련 연구논문 제1저자인 허재영 이차전지화학공학과정 석사연구생.(사진=국립창원대 제공) 2025.03.31. [e-mail]

[창원=뉴시스]홍정명 기자 = 국립창원대학교는 글로컬첨단과학기술대학 에너지화학공학부 정해성 교수 연구팀이 '망간 산화수 제어를 통한 나노다공성 망간산화물 친환경적 합성법'을 세계 최초로 개발했다고 31일 밝혔다.

연구 결과는 나노 과학 및 화학 기술 분야 세계 최고 권위지 'ACS Nano’에 게재됐다.



정 교수팀의 연구 성과는 자연에 풍부하게 존재하는 망간산화물 가운데 독특한 다공성 구조(6.9x6.9Å)를 가지는 망간산화물(학술명 토도로카이트)의 친환경적 합성 방법 및 메커니즘을 규명했다는 점에서 큰 의미가 있다.

'토도로카이트'는 에너지 저장, 이온 교환, 촉매적 성능이 우수해 이차전지, 촉매, 흡착제 등으로 폭넓게 연구 왔다.

하지만 기존에 토도로카이트는 자연환경 및 실험실 내에서 한 번에 생성되지 못하고 긴 시간 및 다량의 에너지를 사용하는 여러 단계를 거쳐서 합성해야 하는 단점이 있었다.



이에 정해성 교수팀은 전기화학적 반응과 동시에 망간의 산화수를 제어함으로써 상온에서 30분 이내로 토도로카이트가 생성되는 합성법을 처음으로 제안했다.

[창원=뉴시스]국립창원대 스마트그린공학부 화학공학전공 정해성 교수 연구팀의 '나노다공성 망간산화물 친환경 합성법' 연구 결과 요약도.(자료=국립창원대 제공) 2025.03.31. [e-mail]

특히 토도로카이트 생성 원동력인 망간의 산화수와 용액의 pH 및 마그네슘 간의 상관관계를 실험과 열역학적 계산을 통해 규명함으로써 새로운 토도로카이트 생성 메커니즘을 제시했다.

이번 연구는 국립창원대 정해성 교수 연구실에서 G-LAMP 사업, 수소특성화대학원의 지원을 받아 수행됐다.

정해성 교수는 "연구 성과는 세계 최초로 토도로카이트 망간산화물이 한 번에 친환경적인 방법으로 생성될 수 있음을 입증한 것이며, 이는 기존의 만연한 토도로카이트 합성에 대한 고정관념을 변화시킬뿐만 아니라 이차전지, 촉매, 센서 등 다양한 분야에 쉽게 산업적으로 활용될 수 있는 기반을 마련했다는 점에서 다양한 분야 응용 기술들이 기대된다"고 강조했다.

이어 "이는 제1 연구저자로 참여한 이차전지화학공학과정 석사연구생 허재영 학생이 학부 마지막 학기부터 꾸준히 연구를 수행해 얻어낸 결과이며, 이를 통해 석사과정 2년 차에 나노 과학 및 화학 기술 최고 권위를 가지는 학회지에 논문을 게재하는 우수한 결과를 얻어냈다"고 전했다.


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