광주과기원 이재석 교수 기능성고분자합성연구실

 

15년차 글로벌 베테랑 연구실

 

최근 싸고 효율성 높은 연료전지막 개발

 

3일 오전 찾아간 광주과학기술원(GIST) 신소재공학동 7층의 "기능성 고분자 합성 실험실"옆 유리세공실.

 

인도출신의 프리앙씨(25.신소재공학과 박사과정 2년차)가 유리관을 불을 이용하여 달구고, 휘고, 불어가며 다양한 모양의 실험도구를 직접 만드느라 여념이 없었다. "기능성고분자합성연구실"의 연구원들은 이처럼 실험에 쓰이는 대부분의 도구들을 직접 만들어 사용한다고 프리앙씨가 설명했다.

 

워낙 세밀하고 전문적인 분야의 연구다 보니 원하는 실험을 위해서는 도구도 그에 맞게 그때그때 제작해야 한다는 것이다.

 

광주과기원 신소재공학과 기능성고분자합성연구실은 1994년 광주과기원 개원과 동시에 설립돼 1995년부터 본격적인 연구를 시작한 15년차 "베테랑 연구실"이다. 설립당시 3명에 불과했던 연구실은 현재 석사 7명, 박사 8명, 연구원 3명 등 18명의 우수 인재로 구성돼 있다.

 

이 중에는 인도, 베트남, 이집트 출신의 외국인 학생과 외국인 과학자들까지 포함돼 있어 가히 "글로벌 연구실"이라고도 할 수 있다. 연구실에서는 주로 각종 기능성 고분자 소재 합성에 대한 연구를 하고 있다. 제어가 잘 되는 리빙 음이온중합에 의해 1차 구조가 정밀하게 제어된 고분자를 합성하고, 그 고분자의 나노 크기의 2차 및 3차 등의 고차구조를 제어함으로써 재료 기능을 증진시키는 것이 연구목적이다.

 

고분자 나노구조제어는 리빙 중합에 의해서 얻어진 블록공중합체를 이용한다. 여기에 무기물을 하이브리드하여 나노복합체의 물성과 기능을 보완 증진시키는 연구도 시도하고 있다.

 

연구실에서는 최근 연료전지 재료로 가장 많이 사용되고 있는 나피온(Nafion)보다 뛰어나면서 동시에 가격은 5배가량 저렴한 새로운 고분자막을 개발해냈다. 이 연료전지 막은 해수담수화용 역삼투막, 바이오 연료전지의 분리막 등 그 적용범위가 넓어 산업화는 물론 외국산에 의존했던 연료전지의 국산화에도 크게 기여할 것으로 기대를 모으고 있다.

 

연료전지용 양이온 전해질 막으로 현재 시판중인 나피온은 고가인데다, 80도 이상의 고온에서는 안정성이 떨어지거나 높은 투과율로 인해 연료전지로서 효율이 급격히 저하되는 단점이 있었다. 고분자 전해질 막 연료전지의 상용화를 앞당기기 위해서는 연료 투과현상을 감소시키는 동시에 고온에서 작동시킬 수 있고, 또 가격도 저렴한 고분자 전해질 막의 제조가 필요했던 것.

 

연구실은 이러한 필요성으로 나피온의 단점을 보완, 안정성과 효율성이 높아지도록 특수 처리한 폴리(아릴렌에테르)를 공중합체 개발에 성공한 것이다. 이밖에도 연구실에서는 폴리이소시아네이트의 리빙 음이온 중합, 고분자의 나노구조 제어 등의 성과를 보였다. <홍보협력팀, 2009.3.3>

 

[연구실 이재석 교수 인터뷰]

 

“우리의 원천기술을 확보하는 것이 연구의 최종 목표입니다. 비싼 로얄티를 지불해야 하는 외국기술과 당당히 경쟁할 수 있는 순수 국내기술 개발에 주력하겠습니다.”

 

광주과기원 기능성고분자합성연구실을 이끌고 있는 이재석 교수(54, 신소재공학과)가 “국내의 독자적인 핵심기술을 확보해야 한다는 철학을 갖고 연구에 임하고 있다”며 이같은 목표를 밝혔다.

 

광주과기원 산학협력단 단장으로도 일하고 있는 이 교수는 “연구나 개발에 그치지 않고 이 지역의 주력산업 발전에도 일익을 담당할 수 있고 나아가 국가발전에 보탬이 될 수 있도록 할 것이다”며 “순수 국내 원천기술을 개발하겠다는 의지도 이같은 맥락과 같은 것이다”고 강조했다.

 

그는 최근 개발한 연료전지 고분자 막에 대해 “이번에 개발한 막 소재는 현재 다방면에 적용하기 위해서 그 소자 성능을 측정 중에 있으며 소자에 직접 적용해 최적화를 해야 한다"며 “소자 성능 측정을 위해 현재 미국 ‘Los Alamos Natioal Lab.’에서 성능측정 실험이 진행 중이다”고 설명했다.

 

그는 이어 “모든 연구는 연속선상에 있다”고 전제한 뒤 “연료전지 막 개발에 이어 디스플레이용 소재로 이용되는 형광물질을 인광물질로 전환, 활용하기 위한 고분자 개발과 관련해서도 조만간 발표할 생각이다”고 말했다.

 

이 교수는 “앞으로도 미래 첨단소재기술 분야의 인재들을 양성하고 신소재를 개발하는데 노력하겠다”며 “광반도체 소재와 나노전자, 유기정보 등에 대한 핵심기술력으로 세계시장을 주도하는 연구실이 되도록 하겠다”고 자신했다. <홍보협력팀, 2009.3.3>

 

<언론보도 현황>

-전남매일 교육면 특집기사