응용화학공학과

태양-증기 생산용 Pd 기반 광열변환 소재의 친환경적 합성법 개발 

공과대학 응용화학공학과 최호석 교수 연구팀이 태양에너지 해수담수화에 적용되는 Pd(팔라듐) 기반 광열변환 소재의 친환경적 합성법을 개발했다.

이번 연구결과는 해수담수화 분야 최우수 학술지 ‘Desalination’(IF:11.211, JCR상위 3%)에 최근 온라인으로 게재됐다.(논문 제목: Two-dimensional Pd-Cellulose with optimized morphology for effective solar to steam generation). 

이번 연구는 Oleksii Omelianovych(연구교수)가 제 1저자, 최호석 교수가 교신저자로 참여했으며, 박은희(박사 과정), Van Tuan Nguyen(석사 졸업), Sayed Sajid Hussain(석사 졸업), Enkhjin Chuluunbat(석사 과정), 충남대 화학과 윤일선 교수 및 미국 조지워싱턴대 Michael Keidar 교수가 공동으로 참여했다.

최호석 교수팀은 친환경적이고 스케일업(Scale-up) 가능한 Pd 나노입자 기반 광흡수체 개발을 위해 ‘저온 열 합성법’과 ‘플라즈마 기반 합성법’ 두 가지 합성법을 비교 연구했다. 

그 결과, 연구팀은 ‘플라즈마 기반 합성법’을 통해 개발된 광흡수체가 더 우수한 성능을 보이는 것을 확인했다.

또, 연구팀은 Pd 나노 입자들의 최적 형상 및 분포를 구현하고, 광 흡수율을 극대화함으로써 광흡수체의 광열 변환 성능을 크게 향상시켰다. 

최호석 교수는 “이번 연구를 통해 개발된 Pd 나노입자 기반 광흡수체는 태양에너지를 이용한 해수담수화 시스템의 개발에 활용할 수 있을 뿐만 아니라 촉매, 센서 등에 확장 적용될 수 있다”고 말했다.

최호석 교수 연구팀은 최근 ‘Sustainable desalination device capable of producing freshwater and electricity(2022) / Desalination’, ‘Economically sustainable bifunctional Ni@C catalyst in a solar-to-hydrogen device employing a CIGS submodule(2021) / Journal of Materials Chemistry A(IF:14.511, JCR상위 7.5%)’ 등 국제 학술지에 여러 논문을 게재하며, 지속 가능한 신재생 에너지 시스템 분야 R&D를 선도하고 있다.

한편, 최 교수팀의 모든 연구는 한국연구재단의 기초연구실사업의 지원을 받아 수행됐다.