[한국대학신문-한양대 공동기획<교육이 바뀌면 미래가 바뀐다>] (3)사회에 보탬이 되는 연구
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세계를 무대로 '인류에 힘이 되는 연구' 이끈다

실용학풍으로 사회에 필요한 연구 성과 연달아 발표

고등교육의 위기를 말하는 사람이 늘고 있다. 사회 수요를 반영해 대학 교육이 이뤄져야 한다는 대학 내 반성의 목소리도 높다. 한양대는 사회가 요구하는 소프트웨어교육, 산업계 수요에 맞춘 교육과정 개편, 사회에 보탬이 되는 연구 활동 등을 이어오고 있다. 한국대학신문은 3회에 걸쳐 사회 요구를 반영한 한양대 교육 방향과 미래를 살펴본다. <편집자주>


[한국대학신문 김소연 기자] 한양대는 '사랑의 실천'과 '실용(實用)학풍'을 토대로 확고한 정체성을 확립하고 있다. 한양의 77년 역사를 있게 한 원동력이라 말해도 과언이 아니다. 한양대는 특히 사회에 보탬이 되는 연구에 집중하면서 대학이 사회에 해야 할 역할을 다하고 있다. 대학의 건학이념과 실용 학풍이라는 대학 정체성은 오랜 기간 한양대가 추구한 대학의 목표와 맞닿아 있다.

한양대는 국내 최초 사립 공과대학으로 시작했다. 설립자 고(故) 백남 김연준 박사는 "'전문 쟁이'를 양성하는 기술교육이 나라와 민족을 살리는 길"이라는 믿음으로 기술보국(技術保國)의 정신을 내세웠다. 이런 믿음이 실용학풍으로 이어져 산업화와 현대 기술경영 시대에 필요한 전문 인력을 대거 배출하는 원동력이 됐다. 이와 같은 실용학풍은 학문연구에 매진하는 교수들의 연구 성과에도 영향을 미쳤다.

특히 올해 한양대 교수 연구팀의 논문이 세계최고 권위의 학술지인 ‘네이처(Nature)’에 3편이나 실렸다. 보통 국내 연구진이 네이처급의 세계 최고 학술지에 연구결과를 발표하는 사례가 평균적으로 약 4건 정도임에 비춰보면, 한양대 한 대학에서 그에 버금가는 3건의 논문을 발표한 것으로 놀라운 성과를 보이고 있다.

■ 선양국 교수팀, 세계 최초 고효율 리튬공기전지 양극소재 개발 = 한양대 공대 선양국, 이윤정 교수(에너지공학) 연구팀이 미국 연구팀과의 공동 연구를 통해 세계 최초로 고(高)효율 리튬공기전지 양극소재를 개발했다. 이는 기존의 리튬이온전지와는 차원이 다른, 획기적인 연구로 평가받는다. 향후 상용화될 전기자동차의 주행거리와 스마트폰 배터리의 사용 시간 등을 획기적으로 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

이 연구결과는 네이처 지난 1월 12일자 온라인 판에 게재됐다

이번 연구는 한양대 연구팀이 소재 개발에 앞장섰고 미국 아르곤 국립연구소(ANL, Argonne National Laboratory)의 래리 커티스(Curtiss), 칼 아민(Amine) 박사의 분석을 통해 새로운 메커니즘을 발견했다. 또 산업통상자원부·한국에너지기술평가원의 에너지미래선도 인력양성(GET-Future) 사업과 미래창조과학부 기초연구사업(중견연구자지원사업)의 지원으로 진행됐다.

기존의 리튬이온전지는 음극 소재로 리튬, 양극 소재로는 니켈, 망간, 코발트 등의 금속을 쓴다. 리튬공기전지는 양극 소재로 공기 중의 산소를 이용하기 때문에 가격경쟁력이 우수한 차세대 전지 시스템으로 주목받았다. 그러나 리튬공기전지는 에너지 효율이 떨어져 상용화에 어려움이 많다는 한계가 있었다.

한양대와 미국 공동연구진이 새롭게 개발한 리튬공기전지 양극 소재는 기존 리튬공기전지의 문제점인 낮은 에너지 효율과 높은 가격 문제를 해결했다. 연구진은 표면적이 탄소의 일종인 그래핀 물질에 이리듐 나노 촉매를 올린 양극 소재를 만들었다. 그래핀 물질은 표면적이 넓어 리튬공기전지의 용량을 극대화할 수 있으며 전도성도 좋아 에너지 효율도 올라간다.

선 교수는 “이번 연구는 기존의 리튬공기전지 패러다임을 바꿨고 앞으로 리튬공기전지 개발에 지대한 영향을 끼칠 것”이라며 “리튬공기전지의 상용화를 위한 첫 걸음을 내디뎠다”고 밝혔다.

선 교수는 ‘네이처 머티리얼즈(Nature Materials)’를 비롯해 SCI논문을 420여 편 발표할 정도로 리튬 2차전지 분야의 세계적 권위자로 인정받고 있다. 제1저자로 연구에 참여한 이윤정 교수는 ‘사이언스(Science)’를 포함한 학술지에 다수의 논문을 발표했으며, 차세대 리튬 2차전지 연구를 진행하고 있다.

■ 공구 교수, 세계 최대 규모의 유방암 유전체 분석 연구= 공구 교수 연구팀은 해외 연구진과 공동연구를 통해 세계 최대 규모의 유방암 환자 전장 유전자 염기서열(Whole Genome)을 분석했다. 변이된 유전체 전체 서열을 분석하면 종합적인 발암 기전을 이해하는 기초자료로 사용할 수 있다.

이번 연구는 유방암 발생과 관련된 주요 유전자 93개를 확인하고 암을 유발하는 1628개의 유전적 변이를 밝혀냈다. 암 발생 기전을 종합적으로 이해하기 위해서는 많은 수의 환자 사례를 분석하는 것이 필수적이다. 이번 연구에서는 역대 최대 규모인 국내외 유방암 환자 560명의 전장유전체를 분석했다. 이로써 국내외 암 연구자들에게 활용가치가 높은 유방암 유발 유전자 변이 지도를 제공하고, 맞춤형 암치료 기술개발을 촉진할 수 있어 의미가 크다.

연구를 이끈 공 교수는 “유방암 발암기전을 종합적으로 이해할 수 있는 백과사전을 준비한 것”이라며 “다양한 종류의 유방암에 대한 발암 기전과 치료 기술을 연구하는 데 기초자료로 활용돼 정밀의료를 실현하는데 활용가치가 높을 것”이라고 연구 성과의 의의를 밝혔다.

한편 본 연구내용이 실린 ‘The somatic genetics of breast cancer revealed by 560 whole genome sequences’ 논문은 네이처 지난 5월 3일 온라인판에 게재됐다.

이영무 한양대 총장, 세계적 학술지 ‘네이처’에 논문
연구하는 총장으로 유명… 값 싼 수소연료전지 분리막 개발

"총장이라도 연구 중단은 절대로 있을 수 없다. 대학과 학자의 본분에 충실해야 한다."

이영무 한양대 총장은 '연구하는 총장'으로 유명하다. 지난해 3월 취임한 이 총장은 에너지공학과 교수로 총장이 된 이후에도 평일에는 각종 회의 주재와 경영에 매진하지만 주말과 휴일에는 연구실로 출근해 제자들과 연구에 몰두한다.

이 총장의 연료전지 분리막 논문이 세계 최고의 학술지인 ‘네이처’ 28일자 온라인판에 게재됐다.

이 총장이 주도한 이번 연구는 수소연료 자동차에 필요한 연료전지를 소형화하고 가격을 크게 낮출 수 있는 기술로 평가된다. 현재 정체 상태인 연료전지 실용화 연구의 패러다임을 바꿀 획기적 연구로 평가받는다.

향후 상용화할 경우 수소연료전지 차량의 핵심 부품인 수소연료전지 분리막 가격을 현재의 10분의 1 수준으로 현저히 낮출 것으로 기대된다. 또 해수(海水)로부터 에너지를 생산하는 역전기투석공정(Reverse Electrodialysis)용 분리막 기술 공정에도 적용할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

기존 수소연료전지에 들어가는 분리막은 80~90도 온도와 습한 환경에서 작동하는데, 자동차 엔진룸은 120도를 넘기 때문에 별도의 냉각장치와 가습기가 필요했다. 이 총장 연구팀이 개발한 분리막은 고온에서도 문제없이 작동하기 때문에 별도의 장치가 필요 없는 것이 특징이다. 수소연료 전지막 관련 연구가 네이처에 게재된 것은 이번이 처음이다.

이번 연구는 미래창조과학부 한국연구재단 ‘나노소재기술개발사업’의 지원으로 진행됐다. 이 연구는 김태욱 교수(생명과학), 김덕수 교수(기계공학)와 연구원들이 참여해 융합연구로 이뤄졌다. 또 호주 연방과학기술원(CSIRO) 아니타 힐(Anita J. Hill) 부원장팀과 현재 한양대 방문교수인 마이클 가이버(Michael Guiver) 박사가 공동으로 참여했다.

이 총장은 분리막 분야의 세계적 석학으로 인정받는다. 그는 석학교수이자 국제저명 학술지 ‘멤브레인 사이언스 저널(Journal of Membrane Science)’의 에디터이기도 하다. 120여건의 관련 특허를 보유하고 있고 세계적 학술지인 ‘사이언스’에 게재된 2편을 포함해 360여 편의 국제논문을 발표해왔다. 이 총장의 논문 피인용 횟수가 1만 4000건에 이를 정도다.

이 총장은 "현재 세계적 기상이변으로 인해 이산화탄소 등 공해발생이 없는 신재생에너지로서 수소연료전지의 개발이 절실히 필요한 상황"이라며 "이번에 개발한 나노크랙을 이용해 만든 자기가습 분리막으로 청정 수소에너지를 이용한 보급형 연료전지 차량과 가정용 연료전지 시스템을 만들 경우 차세대 원천기술로서 획기적 전기가 마련될 것"이라고 말했다.

이어 “바닷물로부터 에너지를 생산하는 역전기투석공정(Reverse Electrodialysis)용 분리막 기술 공정에도 사용할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

그는 “이번 나노크랙 자기가습 분리막은 친수성고분자를 적절한 플라즈마코팅 처리 후 나트륨이온이나 염소이온 등에 대한 선택도가 높고 막저항이 낮아 미래 중요한 국가주도 에너지 산업인 에너지하베스팅(energy harvesting)용 분리막 공정에도 응용이 가능 할 것”이라고 설명했다.


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