[대전타임뉴스=홍대인 기자] 충남대학교 에너지과학기술대학원 이규복 교수와 미국 로렌스버클리국립연구소, 원광대, 아주대, 군산대 공동연구팀이 STXM 분석 기법을 활용해 블루수소 생산을 위한 촉매의 성능과 산소 저장 용량 변화의 상관관계를 규명했다.

이번 연구 성과는 화학공학 분야 JCR Top 3.7%인 국제적인 학술지 ‘Chemical Engineering Journal’(IF: 15.1) 7월 17일 온라인판에 게재됐다. 이번 연구는 로렌스 버클리 국립 연구소(LBNL)의 David Shapiro 박사가 이끄는 Microscopy 그룹, 원광대 심재오 교수, 아주대 장원준 교수, 군산대 전경원 교수가 공동으로 진행했으며, 충남대 김동현 박사과정생이 공동 제1저자로 참여했다.

※논문 제목: Direct evidence from STXM analysis of enhanced oxygen storage capacity in ceria through the addition of Cu and Mg: Correlation of HT-WGS reaction performance

이번 연구를 위해 이규복 교수는 충남대 융복합과학원(CIT)의 해외파견 연구 트랙 지원을 받아 김동현 박사과정생과 함께 LBNL의 ALS(Advanced Light Source) 방사광가속기에 방문해 1년간 STXM(Scanning Transmission X-ray microscopy) 분석을 활용해 열화학촉매의 특성을 이해하는 공동연구를 진행했다.

이후 이규복 교수 등 공동 연구팀은 블루수소 생산기술의 핵심 반응인 ‘고온-수성 가스 전이 반응(WGS)’을 위해 사용되는 Cu-CeMgOx 촉매를 분석했고, 해당 촉매의 산소 저장 용량(OSC) 변화에 따른 시각적인 정보를 ALS 방사광가속기에서 STXM 분석 기법을 활용해 촉매 성능과의 상관관계를 규명했다.

공동 연구팀은 이번 연구에서 STXM 분석기법으로 CeO2 격자에 Cu가 대체될 때 Ce3+ 가 급격히 증가하는 것을 OSC 매핑(mapping)을 통해 증명했으며, 정량적 및 정성적으로 규명한 기존 연구 대비 시각적인 증거를 함께 제시했다는 점에서 연구 차별성을 인정받았다.

한편, 이번 연구를 주도적으로 진행한 충남대 에너지과학기술대학원 김동현 박사과정생은 LBNL에서 ‘2023 ALS Doctoral Fellowship’에 선정돼 연 20,000달러의 장학금을 받으며 출중한 연구력을 인정받았다.