우리원 촉매 학습조직은 9월 9일(목) 오후 1시 30분 대전 본원 복합기술실험동 세미나실에서 ‘Single Atoms Catalysis & Tandem Catalysis’을 주제로 지식공유워크숍을 개최했다.

지식공유 학습조직은 2020년 이후 활발하게 진행돼 온 지식공유워크숍을 지속가능한 조직으로 만든 것으로, 2021년도에는 촉매 분야를 비롯해 총 9개의 학습조직이 구성됐다. 이 중 촉매 학습조직에서는 촉매 전문가들의 지식공유와 연구 협업방안을 논의를 위해 이번 워크샵을 마련했고, 워크숍은 주제별 발표와 종합토론으로 진행됐다.

촉매 학습조직 위원장을 맡은 천동현 박사는 ‘2021년도 촉매 학습조직 운영 내용’을 소개했다. 우리원의 촉매 관련 연구동향, 촉매 연구자들이 원하는 협업방향 및 현주소를 짚어 보고, 보유하고 있는 기술들의 강점들을 소개했다. 특히, 촉매 연구자들 간의 협업을 통한 집단지성의 발현을 위해서는 지속적인 교류와 협업을 유도할 수 있는 강력한 모멘텀이 필요함을 강조했다.

김두욱 박사는 ‘On-Purpose Propylene Production Technology: Metathesis’를 주제로 한 발표에서 프로필렌 생성 반응, 관련 촉매 공정 및 효율 개선 사례를 소개했다. 또, 2050 탄소중립을 위해 산업 부문에서 고효율 공장으로 전환이 필수적이며, 이를 위해 촉매 및 반응기 설계 지식을 바탕으로 한 반응 모사 및 최적화가 필요하다고 강조했다.

이은직 박사는 ‘연료전지용 고내구성 코어-쉘 전극촉매 개발’을 주제로 발표를 진행했다. 발표에서는 최근 진행되고 있는 연료전지용 전극촉매 개발 동향 및 차세대 전극촉매로 관심을 받고 있는 백금 저감형 코어-쉘 촉매의 성능 및 내구 확보를 위한 연구 방향들을 소개했다. 특히, ‘연료전지용 전극촉매 개발 방향이 백금 사용량 저감뿐 아니라 내구성 확보가 더욱 강조되는 시점에서 제시된 내구 확보 방안이 연료전지 원천소재 핵심기술로 활용될 수 있을 것’이라고 강조했다.

김희연 박사는 ‘나노촉매 한계 극복을 위한 단원자 촉매 기술’에 대해 발표했다. 단원자 촉매를 다양한 열화학 및 전기화학 반응에 적용한 사례를 소개했으며, 단원자 촉매의 혁신성 및 향후 중점적으로 연구해야 할 방향 등을 제시했다. 특히, 단원자 촉매의 양산을 위해서는 제법의 단순화가 중요하며, 재현성 및 신뢰성이 검증된 단원자 촉매 제법이 개발될 경우, 향후 촉매 분야의 게임 체인저 역할을 할 수 있을 것임을 강조했다.

강준희 박사는 ‘First Principles Study of Metal-N4 Single Atom Catalysts for Oxygen Electrochemistry’를 주제로 슈퍼컴퓨터를 통한 고성능 고안정 단원자 촉매 소재 설계 방법을 제안했다. 특히, 4차 산업 혁명으로 증가하고 있는 ‘데이터 기반 연구를 위한 양질의 촉매 전자구조 데이터 구축 방법론’을 소개했다. 이러한 데이터 기반 최적 촉매 설계는 고효율 촉매 관련 핵심 기술 개발에서 매우 중요한 역할을 하게 될 것이라고 강조했다.

윤민혜 박사는 ‘Tandem Catalysis in Syngas Conversion Technology’에 대해 발표했다. Tandem Catalysis를 유형별로 정의했으며, 합성가스로부터 올레핀 생산기술 및 하이드로포밀화를 통한 올레핀 업그레이딩 기술에서 Tandem Catalysis가 성공적으로 활용된 사례를 소개했다. 특히, 발열반응과 흡열반응의 상호 보완이 가능한 Tandem Catalysis를 구현할 경우 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있기 때문에 미래 탄소저감형 화학공정 설계에 크게 기여할 수 있다고 강조했다.

황선미 박사는 'Design of Tandem Catalysis for Direct CO2 Hydrogen to Hydrocarbons'라는 주제로 CO2 직접전환용 촉매 개발 연구 수행 내용 및 연구동향 등을 소개했다. 탄소중립을 실현을 위해 기존의 석유화학공정을 대체할 CCU 기술로써 CO2 직접전환공정을 통한 액체연료 및 방향족화합물 생성을 위한 고효율 tandem catalysis 개발의 중요성을 강조했다. 향후, CCU 공정 기술상용화를 위해 소재 원천기술 개발뿐만 아니라 공정 효율화를 위한 원내 전문가의 다양한 협력의 필요성을 언급했다.

종합토론에서는 ▲우리원 촉매 기술이 나아가야 할 방향, ▲촉매 연구자들 간의 협업 방안, ▲Single Atom Catalysis와 Tandem Catalysis 기술에서 남아있는 숙제 등이 중점적으로 논의됐다.