[산학협력 DNA 한양대] 융복합 연구 활발 …‘기술보국’ 넘어 세계무대에 나서다

중앙일보

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한양대학교를 설립한 고 백남 김연준 박사는 “전문쟁이를 양성하는 기술교육이 나라와 민족을 살리는 길”이라고 믿었다. 김 박사는 기술보국(技術保國)의 정신을 내세웠고 이는 실용학풍으로 이어졌다. 한양대는 이를 바탕으로 사업화 및 현대 기술경영에 필요한 전문 인력을 배출하고 있다.

한양대는 실용학풍이라는 확고한 학문적 정체성을 갖고 있다. 실용학풍은 학문연구에 매진하는 교수들의 연구 성과에 영향을 미쳤다. 한양대는 2016년 현재까지 세계 최고 권위 학술지인 ‘네이처’에 3편의 논문을 게재했다. 보통 국내 연구진이 네이처급의 세계 최고 학술지에 연구결과를 발표하는 사례가 평균적으로 약 4건 정도임에 비춰보면 한양대라는 한 학교에서 그에 버금가는 3건의 논문 발표는 놀라운 성과다.

네이처 논문 3편 등 연구 글로벌화
에너지·의학 분야 세계 최초 다수
실용학풍 바탕으로 전문인력 배출

◆세계 최초 고효율 리튬공기전지 양극소재 개발, 선양국 교수팀

한양대 공대 에너지공학과 선양국, 이윤정 교수 연구팀은 미국 연구팀과의 공동 연구를 통해 세계 최초로 고(高)효율 리튬공기전지 양극소재를 개발했다. 연구결과는 학술지 ‘네이처’(Nature) 온라인 판에 지난 1월 12일자로 게재됐다. 논문명은 ‘리튬 과산화물을 기반으로 한 리튬 공기 전지’(A Lithium-Oxygen Battery Based on Lithium Superoxide).

한양대 연구팀은 이번 연구에서 소재 개발에 앞장섰다. 미국 아르곤 국립연구소(ANL)의 래리 커티스(Curtiss), 칼 아민(Amine) 박사의 분석을 통해 새로운 메커니즘이 발견됐다.

산업통상자원부·한국에너지기술평가원의 에너지미래선도 인력양성(GET-Future) 사업과 미래창조과학부 기초연구사업(중견연구자지원사업)의 지원으로 진행됐다.

한양대와 미국 공동연구진이 새로 개발한 리튬공기전지 양극 소재는 기존 리튬공기전지의 문제점인 낮은 에너지 효율을 해결할 수 있는 물질이다. 표면적이 넓고 전도성이 좋은 그래핀 물질에 이리듐 나노 촉매를 올린 것이다. 탄소 물질인 그래핀은 넓은 표면적으로 리튬공기전지의 용량을 극대화 할 수 있다. 뛰어난 전도성으로 저항을 최소화해 에너지 효율을 증대시킬 수 있다.

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

선 교수는 ‘네이처 머티리얼즈’(Nature Materials)를 비롯해 SCI논문을 420여 편 발표할 정도로 리튬 2차전지 분야의 세계적 권위자다. 제1 저자로 연구에 참여한 이윤정 교수는 ‘사이언스’(Science)를 포함한 학술지에 다수의 논문을 발표했다. 현재 차세대 리튬 2차전지 연구를 진행하고 있다.

◆세계 최초 고온저가습용 연료전지분리막 개발, 이영무 교수팀

이영무 에너지공학과 교수팀은 고온·저가습 조건에서도 작동이 가능한 연료전지분리막을 개발했다. 이는 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. 아울러 해수(海水)로부터 에너지를 생산하는 역전기투석공정(Reverse Electrodialysis)용 분리막 기술 공정에도 적용할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

연구 결과는 학술지 ‘네이처’ 온라인 판에 지난 4월 28일자로 게재됐다. 탄화수소계 연료전지막 분야로 네이처에 게재된 것은 이 교수팀 논문이 세계 최초다. 논문명은 ‘나노크랙 작동 자기가습 분리막’(Nanocrack-regulated self-humidifyi ng membranes).

이번 연구는 미래창조과학부 한국연구재단 ‘나노소재기술개발사업’의 지원으로 진행됐다.

이 연구는 김태욱 생명과학과 교수, 김덕수 기계공학과 교수와 연구원들이 참여한 융합연구로 이뤄졌다. 또한 호주 연방과학기술원(CSIRO) 아니타 힐(Anita J. Hill) 부원장팀과 현재 한양대 방문교수인 마이클 가이버(Michael Guiver) 박사가 공동으로 참여했다.

교신저자인 이영무 교수는 현재 한양대 총장이다. 석학교수이자 국제저명 학술지 ‘멤브레인 사이언스 저널’(Journal of Membrane Science)의 에디터이기도 하다. 공동 제1 저자인 박치훈 경남과기대 교수, 이소영 한국과학기술원(KIST) 선임연구원, 황두성 미국 일리노이대 박사후연구원은 모두 한양대에서 박사학위를 받았다.

이영무 한양대 에너지공학과 교수는 “현재 세계적 기상이변으로 인해 이산화탄소 등 공해 발생이 없는 신재생에너지로서 수소연료전지의 개발이 절실히 필요한 상황”이라며 “이번에 개발한 나노크랙을 이용해 만든 자기가습 분리막을 활용해 청정 수소에너지를 이용한 보급형 연료전지 차량과 가정용 연료전지 시스템을 만들 경우 차세대 원천기술로서 획기적 전기가 마련될 것”이라고 말했다.

◆세계 최대 규모의 유방암 유전체 분석 연구, 공구 교수팀

한양대 의과대학 공구 교수팀이 해외 연구진과 공동연구를 통해 세계 최대 규모의 유방암 환자 전장 유전자 염기서열을 분석했다. 변이된 유전체 전체 서열을 분석하면 종합적인 발암 기전을 이해하는 기초자료로 사용할 수 있다.

이번 연구의 주요 결과는 유방암 발생과 관련된 주요 유전자 93개를 확인하고 암을 유발하는 1628개의 유전적 변이를 밝혀냈다는 점이다.

공구 한양대 의과대학 교수는 “암 발생 기전을 종합적으로 이해하기 위해 지금까지 관련 연구 중에서 가장 많은 국내외 유방암 환자 560명의 전장유전체를 분석했다”면서 “국내외 암 연구자들에게 활용가치가 높은 유방암 유발 유전자 변이 지도를 제공하고 맞춤형 암치료 기술개발을 촉진할 수 있기에 본 연구가 가진 의미가 크다”고 설명했다. 이 연구 내용이 실린 ‘The somatic gen etics of breast cancer revealed by 650 whole genome sequences’ 논문은 과학저널 네이처 온라인 판에 지난 5월 3일 게재됐다.

한편 이영무 한양대 총장은 취임과 함께 교육·연구·산학협력의 국제화를 촉진시키고 세계 명문대학을 향한 혁신과 도약을 이뤄내겠다고 발표했다. 이 총장은 “산학협력과 연구에서 국제화를 위해 힘쓰겠다”면서 “연구의 글로벌화 및 융복합화를 촉진해 연구경쟁력을 최고수준으로 높이고 사회에 힘이 되는 산학협력을 적극 추진해나갈 계획”이라고 말했다.

배은나 객원기자 bae.eunna@joongang.co.kr