지스트 지구·환경공학부 이재영 교수 연구팀은 전극촉매를 개발하여 이산화탄소로부터 생산된 포르메이트 액체연료 전지의 성능을 최고 수준으로 확보하는데 성공했다. 연구팀은 포르메이트 연료전지에서 팔라듐 금속에 붕소를 도입 해 전기화학 촉매로 활용하였으며, 촉매의 포르메이트 산화 동역학 향상으로 연료전지의 성능을 향상시켰다. 포르메 이트는 이산화탄소의 전기화학적 환원 공정을 통해 직접 대량 생산이 가능하므로 탄소 중립 연료전지 시스템 구현과 연료전지 시스템에서 타 연료 대비 높은 전류 및 전력밀도 출력이 가능하다. 이재영 교수는 “이산화탄소에서 대량 생산할 수 있는 친환경 연료인 포르메이트의 산화 특성을 이용한 촉매 개발로 연료전지의 세계 최고 성능을 확보하였다” 면서 “후속 연구를 통해 차세대 에너지 변환 기술 발전에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다

지스트 기계공학부 이종호 교수 연구팀은 차량에 반구형 적외선마커를 설치하여 움직이는 차량을 따라가며 자율적으로 착륙할 수 있는 드론 기술을 개발했다. 이번 연구 성과로 향후 드론과 같은 무인항공기와 차량과 같은 지상이동체 간의 협업을 통한 드론 택배 등 미래의 무인이동체 산업에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 하늘을 비행하는 드론과 지상을 이동하는 차량 간의 협력은 기존에 각각 수행하던 임무의 범위를 크게 확장시킬 수 있다. 특히 차량 위에는 넓은 착륙 공간을 만들기 어렵기 때문에 이동하는 차량의 좁은 착륙 지점을 정확하게 감지하고 드론을 안정적으로 착륙 시키는 것이 중요하다. 이종호 교수는 “이번 연구의 성과물인 반구형 적외선 마커는 차량 등 지상이동체에 드론과 같은 무인항공기의 자동 착륙을 가능하게 하여 무인항공기와 지상이동체간의 협업을 통한 드론 택배 등 무인항공기 산 업에 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다

지스트 신소재공학부 최창혁 교수 연구팀은 KAIST 김형준 교수, 숙명여자대학교 김우열 교수 연구팀과 함께 미세먼 지의 주요 원인인 일산화질소(NO)를 고부가가치 화합물인 하이드록실아민으로 전환하는 기술을 개발했다. 연구팀은 원자 수준으로 안정화된 철 이온 촉매의 활용 및 계산/분광학 기초연구를 토대로 설계된 기술을 접목하여 실제 반응공정에서 매우 선택적으로 친환경 물질인 하이드록실아민을 생산하는 데 성공하였다. 지구 대기의 78% 정도를 차지하 는 매우 풍부한 원소인 질소는 육상, 해양, 대기를 순환하며 인류를 포함한 생태계의 생존에 매우 중요한 역할을 한다. 그러나 축산업, 농업, 운송업, 산업 및 에너지 부문에 대한 수요 증가는 막대한 양의 질소산화물을 유입시켰으며, 이로 인한 지구 내 질소 순환계의 심각한 불균형은 산성비, 토양 산성화, 수질 오염 등의 환경오염뿐만 아니라 최근 심각한 사회문제로 대두되고 있는 미세먼지의 근본적인 원인으로 지목되고 있다. 본 연구팀은 전기화학적 기술을 활용하여 환경오염물질인 질소화합물을 감축시킴과 동시에 섬유 및 화학산업에서 널리 사용되는 고부가가치 화합물인 하이드록실아민을 생산하고자 했다. 이를 위해 일산화질소가 질소산화물 전환과정에서 생성물 종류를 결정하는 핵심 중간 물질이라는 사실에 주목했으며, 반응의 경로를 제어하기 위해 철 단원자 촉매를 도입하였다.

지스트 전기전자컴퓨터공학부 송영민 교수 연구팀은 스마트워치 등 웨어러블 기기의 발열문제를 해결할 패치 타입의 웨어러블 헬스케어 전자 소자를 개발했다. 혈압이나 심전도 측정 등 건강 관리 기능이 있는 스마트워치는 코로나19 사태 이후 비대면 진료체계 구축이 화두로 떠오르면서 더욱 주목받고 있으나 최근 일부 스마트워치에서 원인을 알 수 없는 발열·발화 문제가 발생해 논란이 확산되고 있다. 스마트워치 같은 웨어러블 전자소자에서는 이러한 사고를 방지 하기 위해 일반적으로 얇은 금속방열판을 내부에 삽입하여 소자 내에서 발생하는 열을 소산시키는 방식을 채택하고 있다. 하지만 이러한 방식은 냉각 효율이 떨어지는 문제도 있지만 전체 웨어러블 전자소자의 유연성을 떨어뜨리며, 무선 전력 및 데이터 송/수신을 방해하는 금속 방열판은 적합한 냉각 솔루션이 될 수 없다. 본 연구팀은 에너지 소비 없이 부착만으로 소자의 온도를 냉각할 수 있는 유연하고 금속 소재가 없는 매우 얇은 복사 냉각 소재를 개발하였다

지스트 지구·환경공학부 이재영 교수 연구팀은 차세대 에너지 저장기술로 주목받고 있는 리튬황 배터리의 성능과 내구성을 개선하였다. 연구팀은 리튬황 배터리 양극 계면에 코발트 옥살레이트를 처음으로 전기화학 촉매로 도입하였 고, 충방전 과정에서의 전기화학 촉매 반응 규명과 이를 바탕으로 지속적인 성능 내구성을 확보하는데 성공했다. 리튬황 배터리는 기존 리튬이온 배터리보다 이론적으로 5배 높은 에너지 밀도를 갖고 있을 뿐 아니라, 경제적이고 친환경 소재여서 리튬이온 배터리를 대체할 차세대 배터리로 주목받고 있다. 전기차와 같은 중대형 에너지 저장장치뿐 아니라 휴대용 전자기기 및 초경량·초소형 특수장비에도 활용이 가능해 세계 각국에서 개발을 위한 경쟁이 치열하다. 그러나 황의 비전도성 특성, 충방전 과정에서 생성되는 리튬 폴리설파이드의 용출 등으로 인한 낮은 수명은 상용화에 큰 걸림돌로 작용하고 있다. 연구팀은 전기화학적 산화·환원반응 촉매로서 코발트옥살레이트를 매우 간단한 화학적 침전법을 이용하여 그램 단위의 생산이 가능하도록 합성하였고, 이를 리튬황 배터리의 양극에 적용하였다