한양대 ERICA 이승현 교수팀, 차세대 그린수소 촉매 설계 전략 제시

신소재 특성과 합성 전략을 ‘동기화’한 통합적 설계 원리 정립… 국제 권위지 표지 논문 선정

한양대학교 ERICA캠퍼스 응용화학과 이승현 교수 연구팀이 고효율 그린수소 생산을 위한 차세대 수전해 촉매의 설계 전략을 체계적으로 정리한 리뷰 논문을 발표했다고 밝혔다. 이번 논문은 신소재 기반 촉매 개발이 빠르게 확장되는 가운데 연구자들에게 명확한 설계 기준을 제시했다는 점에서 학계의 주목을 받고 있다.

그린수소는 물 전기분해를 통해 생산되는 대표적 친환경 에너지원으로, 기후위기 대응을 위한 핵심 기술로 부상하고 있다. 물 전기분해의 효율 향상에는 양극(산소 발생)과 음극(수소 발생) 반응을 촉진하는 고성능 촉매 개발이 필수적이다.

최근 연구 현장에서는 금속-유기 골격체(MOFs), 단일원자 촉매(SACs), 고엔트로피 합금(HEAs), 페로브스카이트, 맥신(MXenes) 등 다양한 신소재 촉매가 등장하며 연구 범위가 빠르게 확대되고 있다. 이에 따라 상(phase) 조절, 형상 제어, 결함 공학 등 촉매 합성 전략 역시 복잡성과 다양성이 커지는 추세다.

이승현 교수 연구팀은 이번 리뷰에서 이러한 신소재 특성과 합성 전략을 '동기화(synchronization)'하는 통합적 설계 접근법을 핵심 전략으로 제시했다. 소재별 구조·전기화학 특성을 비교 분석하고, 각 소재에 적합한 합성 전략을 체계적으로 정리해 차세대 촉매 개발을 위한 가이드라인을 구축했다. 이를 통해 연구자들이 목표 성능에 맞는 촉매를 효율적으로 설계할 수 있는 방향성을 제시했다는 평가다.

이승현 교수(사진)는 “촉매 소재와 합성 전략의 조합을 체계적으로 정리한 자료가 부족했던 상황에서 이번 리뷰가 연구자들에게 중요한 기준점이 될 것"이라며 “그린수소 촉매 분야의 연구 발전에 실질적인 도움이 되길 바란다"고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단 개인기초 신진후속·중견연계 연구과제, 경기도청 GRRC 과제, 한국산업기술기획평가원 소재부품기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 성과는 화학 분야 국제 권위지 『ChemElectroChem』에 5월 27일자로 게재됐으며, 2025년 9월 전면 표지 논문(Front Cover)으로 선정되는 성과를 거뒀다.

논문 「Synchronization of Emerging Materials and Their Synthetic Strategies for Efficient Alkaline Water Splitting」에는 차든찬 박사과정생이 제1저자로, 유성훈 박사, 박재준·김수민·김하영 석박사통합과정 연구원이 공저자로 참여했다. 이승현 교수가 교신저자로 연구를 이끌었다.

한편 이승현 교수는 교내 연구 활동뿐 아니라 『Nano Convergence』 수석 편집위원, 'Elastomer and Composite' 편집위원장 등을 맡으며 학술 분야 발전에도 기여하고 있다. 주요 연구 분야는 플라즈모닉 금속 나노입자 기반 광학 나노바이오센서, 그린수소 생산용 3D 나노구조 촉매, 차세대 반도체 패키징 소재 개발 등으로 기초 나노 과학부터 실용 기술까지 폭넓게 아우른다.

송기우 기자 kwsong@ekn.kr