- 콜라겐 마이크로젤 신소재 기반 차세대 줄기세포 치료제 개발 - 우수한 생체적합성 및 세포 생존율로 중증하지허혈 치료 가능성 높여 중증하지허혈은 다리 부분에 혈액을 공급하는 주요 혈관이 막혀 발생하는 질환으로 말초동맥에 동맥경화증이 점차 심해짐에 따라 혈액 흐름이 서서히 줄어드는 질환이다. 이는 말초동맥 질환 중 심각한 증상으로 하지동맥의 점진적 폐쇄를 유발해 다리 조직을 괴사시켜 절단이 불가피한 경우에 이르기도 한다. 치료법으로 스텐트 삽입과 같은 혈관성형술이나 혈전 방지 약물을 사용하고 있지만, 혈관 손상이나 혈전 재발의 위험이 있어 줄기세포를 활용한 치료법 개발에 관한 관심이 높다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 생체재료연구센터 김상헌 박사 연구팀은 신소재 마이크로젤을 이용한 줄기세포의 자기조립화 플랫폼 기술을 통해 3차원 줄기세포 중증하지허혈 치료제를 개발했다고 밝혔다. 세포 친화적 신소재인 콜라겐 마이크로젤을 이용해 세포만으로 이루어진 3차원 줄기세포 치료제 대비 체내 이식이 용이하고 세포 생존율도 높였다. 줄기세포 치료제는 높은 조직 재생 능력을 지니고 있지만, 줄기세포를 단독으로 이식할 때 유발되는 손상 부위의 저산소증, 면역반응 등으로 인해 세포 생존율이 저하돼 원하는 치료 효과를 얻을 수 없게 된다. 따라서 줄기세포 치료제의 세포 생존율을 높이기 위해서는 생분해성 고분자나 세포외 기질(Extracellular Matrix)의 성분을 지지체로 사용해 줄기세포를 전달하는 소재 개발이 필요했다. 연구팀은 콜라겐 하이드로젤을 마이크로 단위의 크기로 가공해 체내 이식이 쉽고 균일한 세포분포도를 갖는 다공성의 3차원 조직체를 만들었다. 세포외 기질의 구성성분인 콜라겐은 생체적합성과 세포 활성이 우수해 마이크로젤의 입자와 줄기세포 내 콜라겐 수용체 간 상호작용을 촉진함으로써 세포의 자기조립을 유도할 수 있다. 또한, 마이크로젤 입자 사이의 간격은 3차원 조직체의 기공률을 높여 약물 전달효율과 세포 생존율을 향상한다. 연구팀이 개발한 마이크로젤-줄기세포 조직체는 세포만으로 구성된 조직체 대비 더 많은 혈관신생인자를 발현해 높은 혈관 재생 능력을 보였다. 중증하지허혈을 가진 실험용 쥐의 근육조직에 마이크로젤-줄기세포 조직체를 주입한 결과, 세포 단독 조직체 대비 혈류 흐름은 약 40% 증가했고 하지 근육 및 혈관 재생 비율은 60% 높아져 혈류량과 허혈 부위의 괴사를 예방하는 효과를 확인할 수 있었다. 이번에 개발된 줄기세포 치료제는 탁월한 혈관 신생 효과를 보여 중증하지허혈 질환으로 절단 이외에는 다른 치료 방법이 제한적이었던 환자에게 새로운 대안으로 제공될 수 있을 것으로 기대된다. 그뿐만 아니라 혈관신생은 다양한 조직 재생 과정에서 필수적인 요소이기 때문에 말초동맥질환과 유사한 기전을 가진 다른 질환으로도 확장 적용할 수 있다. KIST 김상헌 박사는 “본 연구에서 개발된 콜라겐 마이크로젤은 생체적합성이 우수해 임상 등 실용화 가능성이 매우 높은 바이오 신소재”라며 “의료현장에서 요구하는 투여 방법에 대한 기술 개발, 그리고 치료제의 명확한 작용기전 규명 및 타겟인자 발굴 등 후속 연구를 추진할 계획이다”라고 밝혔다. [그림 1] 콜라겐마이크로젤-세포 자기조립화 줄기세포 치료제의 개념 콜라겐과 히알루론산의 다이온복합체 형성 기전을 활용한 콜라겐 마이크로젤 신소재 가공 기술과 이를 이용한 마이크로젤-세포 자기조립화 줄기세포치료제의 개발을 도모하였다. 이 자기조립화 줄기세포치료제는 미세다공성 구조를 가지고 있어, 매스 트랜스퍼가 향상되고 장기간의 세포 생존이 용이해졌고, 혈관 신생인자의 발현이 향상되었다. 이러한 자기조립화 줄기세포치료제의 특성은 중증하지허혈 치료를 위한 차세대 줄기세포치료제로서 높은 잠재력을 가지고 있다. [그림 3] 마이크로젤-세포 자기조립화 줄기세포치료제의 효능 검증 생쥐 중증하지허혈 모델에서 마이크로젤-세포 자기조립화 줄기세포치료제가 대조군, 마이크로젤 단독, 마이크로젤-세포 단순혼합, 세포단독 응집체 대비 더욱 높은 혈류 흐름과 사지 보존 효과를 보여주고 있다. 마이크로젤-세포 자기조립화 줄기세포치료제의 손상된 하지에서 높은 치료 효과는 이식 부위에서의 높은 세포 생존율과 혈관 신생 촉진 등에 기인한다. 본 연구는 범부처재생의료기술개발사업단(단장 조인호)의 지원을 받아 수행됐다(22C0620L1). 이번 연구 성과는 국제학술지 ‘Bioactive Materials’ (IF 18.9, JCR 분야 상위 1.1%) 최신 호에 게재됐다. * 논문명 : A micro-fragmented collagen gel as a cell-assembling platform for critical limb ischemia repair

안녕하세요 제가 1999년 1년동안 촉탁직(또는 위촉) 으로 일했던 적이 있는데 근무 증명서를 발급 받으려면 어떻게 해야 되나요? 알려주시면 감사하겠습니다.

쓰고 버린 코로나19 마스크가 지구 환경에 큰 부담을 주고 있다. 이제 일상의 필수재가 된 마스크는 지난 한 해 전 세계에서 520억개가 생산됐다. 일반적인 플라스틱 폐기물의 손실률 3%를 적용하면 이 가운데 15억6000만개 이상이 바다로 흘러 들어갔을 것이란 추정이 가능하다. 부적절하게 버려져 바다로 유입되는 마스크는 완전히 분해되기까지 약 450년이 소요되는 것으로 분석되고 있다. 이미 세계 곳곳에서 먹이사슬을 통해 인류의 건강을 위협하고 있는 것으로 알려진 해양 미세 플라스틱의 주요 공급원이 하나 더 추가된 셈이다. 팬데믹이 시작된 지난해 초반에는 마스크 부족 사태가 벌어졌다. 하지만 1년이 흐른 지금은 일회용으로 쓰고 버리는 마스크로 인해 환경을 걱정하고 있다. 코로나 바이러스가 종식될 때까지 마스크 착용은 불가피한 만큼 더욱더 방역과 환경을 고려한 책임감 있는 사용과 폐기로 플라스틱 쓰레기를 줄이려는 노력이 필요한 시점이다. 코로나19로 마스크는 세계적으로 일상의 필수품이 됐지만 이를 어떻게 활용하고 폐기할 것인가에 대한 환경적 이슈가 그 어느 때보다 중요해지고 있다. 현시점에서 무분별하게 버려지는 마스크를 최소화할 가장 강력한 방법은 재사용이다. 우리나라를 비롯한 세계 각국 역시 방역과 환경의 균형을 맞추기 위한 방안으로 일회용 마스크의 재사용을 적극적으로 검토하고 있다. 하지만 마스크를 폐기하지 않고 다시 사용할 때 안전성을 담보할 수 있는 소독법과 적절한 재사용 횟수, 바이러스 차단 성능의 추이 등에 대한 과학적 기준이 부족한 실정이다. 최근 필자가 몸담은 한국과학기술연구원(KIST)에서는 코로나19에 따른 국가재난 사태에 대응하고 환경 문제를 최소화하기 위해 고려대 의과대학과 함께 바이러스 방지 마스크의 재사용 프로토콜 개발과 함께 마스크 기능 변화에 대한 과학적인 평가를 수행했다. 이 연구는 특히 자외선(UV-C) 살균기, 스팀다리미, 에탄올처럼 일반 국민이 실생활에서 사용 가능한 방법들로 진행됐는데 실험 결과가 고무적이었다. 가정용 자외선 살균기와 스팀다리미로는 약 1분, 70% 이상의 소독용 에탄올은 3회 분무만으로 마스크에 오염된 코로나19 바이러스가 사멸되는 것이 확인된 것이다. 마스크 고유의 바이러스 차단 기능인 필터링 성능 역시 유지되는 결과를 얻었다. 이러한 과학적 데이터는 몇 가지 일상적인 도구로도 마스크를 충분히 재사용할 수 있는 가능성을 보여주는 것이다. 마스크는 코로나19 바이러스로부터 우리의 안전을 지키는 1차 방어선이다. 하지만 지금처럼 불필요한 사용과 폐기가 반복된다면 결국 인류와 지구생태계 전체에 또 다른 심각한 위협으로 되돌아오는 것은 시간문제다. 세계자연기금은 인간이 매주 신용카드 한 장, 매달 옷걸이 한 개 분량의 미세플라스틱을 섭취하고 있다는 연구결과를 발표한 바 있다. 유엔 역시 지금 같은 속도로 플라스틱 쓰레기가 늘어나면 2050년께는 바다에 물고기보다 플라스틱 쓰레기가 더 많아질 것이라고 경고한다. 안전을 담보한 마스크 재사용은 환경오염을 최소화하기 위해 지금 우리가 할 수 있는 가장 현실적이고 실천 가능한 방법이다. 출처: 헤럴드경제(http://news.heraldcorp.com/view.php?ud=20210506000432)

- 이산화탄소로부터 플라스틱의 원료(에틸렌) 생성하는 저가의 고내구성 촉매 개발 - 고부가가치 화학원료 생산 및 온실가스 자원화 기술로 각광, 기후변화 대응 기대 화석 연료 기반의 에너지 소비는 대기 중의 이산화탄소 농도를 지속적으로 증가시키고, 지구 온난화를 야기하고 있다. 2015년 UN의 新기후변화협약에 따라 세계 각국은 온실가스 배출량을 감축하기 위해서, 이산화탄소를 사용하는 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 이중에서 전기화학적 이산화탄소 전환은 태양광과 같은 신재생에너지기술과 융합할 수 있어 주목받고 있다. 특히, 이산화탄소와 물과 같은 풍부한 자연 원료로부터 고부가가치의 화학원료를 직접 생산하게 된다면 경제적 가치 창출뿐 아니라, 이산화탄소 저감에도 기여할 수 있어 기후 변화 대응의 핵심기술이 될 것으로 기대된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 청정에너지연구센터 민병권, 황윤정 박사 연구팀은 구리 금속 호일 위에 간단한 양극산화 방식을 적용하여 이산화탄소를 에틸렌으로 선택적으로 전환하는 고 내구성 촉매를 개발했다. KIST 연구진은 구리 기반의 나노 구조 촉매를 개발하여 에틸렌 생성의 선택성과 안정성을 동시에 향상 시킬 수 있는 방안을 제시하여 온실가스 자원화의 새로운 가능성을 선보이고 있다. 에틸렌은 대표적인 플라스틱 소재인 폴리에틸렌 제조에 쓰이며, 이외에도 다양한 화학제품 생산에 필요한 중요한 화학원료 물질이다. 에틸렌은 폭넓은 활용성으로 인해, 전 세계적으로 연간 147백만 톤(약 1,217억 달러, 2016년 기준)에 달하는 거대 시장 규모를 가지고 있는 고부가가치 화합물이다. 전기화학적으로 이산화탄소를 직접 전환하여 에틸렌을 생산하는 기술은 아직 전 세계적으로 초기 단계에 있으며, 고성능 촉매 소재의 부재로 인해 원천 소재 기술 확보를 위한 연구개발이 매우 활발히 일어나고 있다. 전기화학적으로 이산화탄소를 전환하여 에틸렌을 생성하는 반응은 일반적으로 구리 촉매를 이용하는데, 지금까지 에틸렌 생성물의 선택도와 그 선택도를 유지하는 안정성 면에서 큰 한계점이 있었다. 부반응물인 수소나 메탄 기체가 경쟁적으로 생성되어 이를 억제하여 에틸렌을 선택적으로 생성할 수 있는 고효율 촉매 기술 개발이 절실한 상황이었다. KIST 연구진은 구리 호일을 간단한 전기화학적 방법으로 산화시킴으로써 나노와이어 구조의 구리 수산화물을 합성하였고, 이를 이산화탄소 환원 촉매 전극으로 사용하였다. 개발된 촉매 전극은 기존 구리 금속 호일에 비해 에틸렌 생성 선택도는 2배 이상 증가 시켰고, 부반응 물질로 나오는 메탄의 생성 선택도는 기존 대비 30분의 1 수준으로 억제하는 성능을 보여주었다. 또한 기존에 보고된 구리기반 촉매가 1~2 시간 수준의 촉매 안정성을 보여주는 것에 비해, 본 연구진이 개발한 촉매는 20배 이상 증가된 안정성을 확보하고 있다. 이번 기술개발로 인해 향후 고성능, 고안정성 촉매의 설계에 큰 파급효과를 줄 것으로 기대하고 있다. KIST 황윤정 박사는 “이 기술의 가장 큰 장점은 저가의 구리 촉매를 이용하여 매우 간단하고 짧은 시간의 전기화학적 처리만으로도 월등히 향상된 촉매 전극을 제조할 수 있다는 점”이라고 말하면서 “향후 이산화탄소 전환 고부가가치 에틸렌 생산 기술의 상용화에 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.”고 밝혔다. KIST 연구진이 개발한 이번 기술은 이산화탄소 환원 촉매의 수명 증대에 큰 기여를 하여 온실가스의 자원화기술의 실용화 가능성을 높일 것으로 기대되고 있다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)의 기후변화대응기술개발사업(차세대탄소자원화 사업단, 단장 전기원) 및 KIST 기관고유 사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지인 미국화학학회지(Journal of the American Chemical Society: JACS)(IF : 13.038, JCR 상위분야 6.13%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) ‘Mixed Copper States in Anodized Cu Electrocatalyst for Stable and Selective Ethylene Production from CO2 Reduction’ - (제1저자) UST 과학기술연합대학원대학교 이시영 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 황윤정 책임연구원 <그림설명> <그림 1> 개발된 촉매는 40시간 이상 안정하게 효과적으로 에틸렌을 생성함을 확인하였고, 구리 촉매의 화학적 상태의 변화에 따라 에틸렌 생성의 선택도가 영향을 받는 것을 규명하였다.

- 이산화탄소로부터 플라스틱의 원료(에틸렌) 생성하는 저가의 고내구성 촉매 개발 - 고부가가치 화학원료 생산 및 온실가스 자원화 기술로 각광, 기후변화 대응 기대 화석 연료 기반의 에너지 소비는 대기 중의 이산화탄소 농도를 지속적으로 증가시키고, 지구 온난화를 야기하고 있다. 2015년 UN의 新기후변화협약에 따라 세계 각국은 온실가스 배출량을 감축하기 위해서, 이산화탄소를 사용하는 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 이중에서 전기화학적 이산화탄소 전환은 태양광과 같은 신재생에너지기술과 융합할 수 있어 주목받고 있다. 특히, 이산화탄소와 물과 같은 풍부한 자연 원료로부터 고부가가치의 화학원료를 직접 생산하게 된다면 경제적 가치 창출뿐 아니라, 이산화탄소 저감에도 기여할 수 있어 기후 변화 대응의 핵심기술이 될 것으로 기대된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 청정에너지연구센터 민병권, 황윤정 박사 연구팀은 구리 금속 호일 위에 간단한 양극산화 방식을 적용하여 이산화탄소를 에틸렌으로 선택적으로 전환하는 고 내구성 촉매를 개발했다. KIST 연구진은 구리 기반의 나노 구조 촉매를 개발하여 에틸렌 생성의 선택성과 안정성을 동시에 향상 시킬 수 있는 방안을 제시하여 온실가스 자원화의 새로운 가능성을 선보이고 있다. 에틸렌은 대표적인 플라스틱 소재인 폴리에틸렌 제조에 쓰이며, 이외에도 다양한 화학제품 생산에 필요한 중요한 화학원료 물질이다. 에틸렌은 폭넓은 활용성으로 인해, 전 세계적으로 연간 147백만 톤(약 1,217억 달러, 2016년 기준)에 달하는 거대 시장 규모를 가지고 있는 고부가가치 화합물이다. 전기화학적으로 이산화탄소를 직접 전환하여 에틸렌을 생산하는 기술은 아직 전 세계적으로 초기 단계에 있으며, 고성능 촉매 소재의 부재로 인해 원천 소재 기술 확보를 위한 연구개발이 매우 활발히 일어나고 있다. 전기화학적으로 이산화탄소를 전환하여 에틸렌을 생성하는 반응은 일반적으로 구리 촉매를 이용하는데, 지금까지 에틸렌 생성물의 선택도와 그 선택도를 유지하는 안정성 면에서 큰 한계점이 있었다. 부반응물인 수소나 메탄 기체가 경쟁적으로 생성되어 이를 억제하여 에틸렌을 선택적으로 생성할 수 있는 고효율 촉매 기술 개발이 절실한 상황이었다. KIST 연구진은 구리 호일을 간단한 전기화학적 방법으로 산화시킴으로써 나노와이어 구조의 구리 수산화물을 합성하였고, 이를 이산화탄소 환원 촉매 전극으로 사용하였다. 개발된 촉매 전극은 기존 구리 금속 호일에 비해 에틸렌 생성 선택도는 2배 이상 증가 시켰고, 부반응 물질로 나오는 메탄의 생성 선택도는 기존 대비 30분의 1 수준으로 억제하는 성능을 보여주었다. 또한 기존에 보고된 구리기반 촉매가 1~2 시간 수준의 촉매 안정성을 보여주는 것에 비해, 본 연구진이 개발한 촉매는 20배 이상 증가된 안정성을 확보하고 있다. 이번 기술개발로 인해 향후 고성능, 고안정성 촉매의 설계에 큰 파급효과를 줄 것으로 기대하고 있다. KIST 황윤정 박사는 “이 기술의 가장 큰 장점은 저가의 구리 촉매를 이용하여 매우 간단하고 짧은 시간의 전기화학적 처리만으로도 월등히 향상된 촉매 전극을 제조할 수 있다는 점”이라고 말하면서 “향후 이산화탄소 전환 고부가가치 에틸렌 생산 기술의 상용화에 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.”고 밝혔다. KIST 연구진이 개발한 이번 기술은 이산화탄소 환원 촉매의 수명 증대에 큰 기여를 하여 온실가스의 자원화기술의 실용화 가능성을 높일 것으로 기대되고 있다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)의 기후변화대응기술개발사업(차세대탄소자원화 사업단, 단장 전기원) 및 KIST 기관고유 사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지인 미국화학학회지(Journal of the American Chemical Society: JACS)(IF : 13.038, JCR 상위분야 6.13%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) ‘Mixed Copper States in Anodized Cu Electrocatalyst for Stable and Selective Ethylene Production from CO2 Reduction’ - (제1저자) UST 과학기술연합대학원대학교 이시영 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 황윤정 책임연구원 <그림설명> <그림 1> 개발된 촉매는 40시간 이상 안정하게 효과적으로 에틸렌을 생성함을 확인하였고, 구리 촉매의 화학적 상태의 변화에 따라 에틸렌 생성의 선택도가 영향을 받는 것을 규명하였다.

- 이산화탄소로부터 플라스틱의 원료(에틸렌) 생성하는 저가의 고내구성 촉매 개발 - 고부가가치 화학원료 생산 및 온실가스 자원화 기술로 각광, 기후변화 대응 기대 화석 연료 기반의 에너지 소비는 대기 중의 이산화탄소 농도를 지속적으로 증가시키고, 지구 온난화를 야기하고 있다. 2015년 UN의 新기후변화협약에 따라 세계 각국은 온실가스 배출량을 감축하기 위해서, 이산화탄소를 사용하는 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 이중에서 전기화학적 이산화탄소 전환은 태양광과 같은 신재생에너지기술과 융합할 수 있어 주목받고 있다. 특히, 이산화탄소와 물과 같은 풍부한 자연 원료로부터 고부가가치의 화학원료를 직접 생산하게 된다면 경제적 가치 창출뿐 아니라, 이산화탄소 저감에도 기여할 수 있어 기후 변화 대응의 핵심기술이 될 것으로 기대된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 청정에너지연구센터 민병권, 황윤정 박사 연구팀은 구리 금속 호일 위에 간단한 양극산화 방식을 적용하여 이산화탄소를 에틸렌으로 선택적으로 전환하는 고 내구성 촉매를 개발했다. KIST 연구진은 구리 기반의 나노 구조 촉매를 개발하여 에틸렌 생성의 선택성과 안정성을 동시에 향상 시킬 수 있는 방안을 제시하여 온실가스 자원화의 새로운 가능성을 선보이고 있다. 에틸렌은 대표적인 플라스틱 소재인 폴리에틸렌 제조에 쓰이며, 이외에도 다양한 화학제품 생산에 필요한 중요한 화학원료 물질이다. 에틸렌은 폭넓은 활용성으로 인해, 전 세계적으로 연간 147백만 톤(약 1,217억 달러, 2016년 기준)에 달하는 거대 시장 규모를 가지고 있는 고부가가치 화합물이다. 전기화학적으로 이산화탄소를 직접 전환하여 에틸렌을 생산하는 기술은 아직 전 세계적으로 초기 단계에 있으며, 고성능 촉매 소재의 부재로 인해 원천 소재 기술 확보를 위한 연구개발이 매우 활발히 일어나고 있다. 전기화학적으로 이산화탄소를 전환하여 에틸렌을 생성하는 반응은 일반적으로 구리 촉매를 이용하는데, 지금까지 에틸렌 생성물의 선택도와 그 선택도를 유지하는 안정성 면에서 큰 한계점이 있었다. 부반응물인 수소나 메탄 기체가 경쟁적으로 생성되어 이를 억제하여 에틸렌을 선택적으로 생성할 수 있는 고효율 촉매 기술 개발이 절실한 상황이었다. KIST 연구진은 구리 호일을 간단한 전기화학적 방법으로 산화시킴으로써 나노와이어 구조의 구리 수산화물을 합성하였고, 이를 이산화탄소 환원 촉매 전극으로 사용하였다. 개발된 촉매 전극은 기존 구리 금속 호일에 비해 에틸렌 생성 선택도는 2배 이상 증가 시켰고, 부반응 물질로 나오는 메탄의 생성 선택도는 기존 대비 30분의 1 수준으로 억제하는 성능을 보여주었다. 또한 기존에 보고된 구리기반 촉매가 1~2 시간 수준의 촉매 안정성을 보여주는 것에 비해, 본 연구진이 개발한 촉매는 20배 이상 증가된 안정성을 확보하고 있다. 이번 기술개발로 인해 향후 고성능, 고안정성 촉매의 설계에 큰 파급효과를 줄 것으로 기대하고 있다. KIST 황윤정 박사는 “이 기술의 가장 큰 장점은 저가의 구리 촉매를 이용하여 매우 간단하고 짧은 시간의 전기화학적 처리만으로도 월등히 향상된 촉매 전극을 제조할 수 있다는 점”이라고 말하면서 “향후 이산화탄소 전환 고부가가치 에틸렌 생산 기술의 상용화에 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.”고 밝혔다. KIST 연구진이 개발한 이번 기술은 이산화탄소 환원 촉매의 수명 증대에 큰 기여를 하여 온실가스의 자원화기술의 실용화 가능성을 높일 것으로 기대되고 있다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)의 기후변화대응기술개발사업(차세대탄소자원화 사업단, 단장 전기원) 및 KIST 기관고유 사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지인 미국화학학회지(Journal of the American Chemical Society: JACS)(IF : 13.038, JCR 상위분야 6.13%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) ‘Mixed Copper States in Anodized Cu Electrocatalyst for Stable and Selective Ethylene Production from CO2 Reduction’ - (제1저자) UST 과학기술연합대학원대학교 이시영 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 황윤정 책임연구원 <그림설명> <그림 1> 개발된 촉매는 40시간 이상 안정하게 효과적으로 에틸렌을 생성함을 확인하였고, 구리 촉매의 화학적 상태의 변화에 따라 에틸렌 생성의 선택도가 영향을 받는 것을 규명하였다.

- 이산화탄소로부터 플라스틱의 원료(에틸렌) 생성하는 저가의 고내구성 촉매 개발 - 고부가가치 화학원료 생산 및 온실가스 자원화 기술로 각광, 기후변화 대응 기대 화석 연료 기반의 에너지 소비는 대기 중의 이산화탄소 농도를 지속적으로 증가시키고, 지구 온난화를 야기하고 있다. 2015년 UN의 新기후변화협약에 따라 세계 각국은 온실가스 배출량을 감축하기 위해서, 이산화탄소를 사용하는 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 이중에서 전기화학적 이산화탄소 전환은 태양광과 같은 신재생에너지기술과 융합할 수 있어 주목받고 있다. 특히, 이산화탄소와 물과 같은 풍부한 자연 원료로부터 고부가가치의 화학원료를 직접 생산하게 된다면 경제적 가치 창출뿐 아니라, 이산화탄소 저감에도 기여할 수 있어 기후 변화 대응의 핵심기술이 될 것으로 기대된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 청정에너지연구센터 민병권, 황윤정 박사 연구팀은 구리 금속 호일 위에 간단한 양극산화 방식을 적용하여 이산화탄소를 에틸렌으로 선택적으로 전환하는 고 내구성 촉매를 개발했다. KIST 연구진은 구리 기반의 나노 구조 촉매를 개발하여 에틸렌 생성의 선택성과 안정성을 동시에 향상 시킬 수 있는 방안을 제시하여 온실가스 자원화의 새로운 가능성을 선보이고 있다. 에틸렌은 대표적인 플라스틱 소재인 폴리에틸렌 제조에 쓰이며, 이외에도 다양한 화학제품 생산에 필요한 중요한 화학원료 물질이다. 에틸렌은 폭넓은 활용성으로 인해, 전 세계적으로 연간 147백만 톤(약 1,217억 달러, 2016년 기준)에 달하는 거대 시장 규모를 가지고 있는 고부가가치 화합물이다. 전기화학적으로 이산화탄소를 직접 전환하여 에틸렌을 생산하는 기술은 아직 전 세계적으로 초기 단계에 있으며, 고성능 촉매 소재의 부재로 인해 원천 소재 기술 확보를 위한 연구개발이 매우 활발히 일어나고 있다. 전기화학적으로 이산화탄소를 전환하여 에틸렌을 생성하는 반응은 일반적으로 구리 촉매를 이용하는데, 지금까지 에틸렌 생성물의 선택도와 그 선택도를 유지하는 안정성 면에서 큰 한계점이 있었다. 부반응물인 수소나 메탄 기체가 경쟁적으로 생성되어 이를 억제하여 에틸렌을 선택적으로 생성할 수 있는 고효율 촉매 기술 개발이 절실한 상황이었다. KIST 연구진은 구리 호일을 간단한 전기화학적 방법으로 산화시킴으로써 나노와이어 구조의 구리 수산화물을 합성하였고, 이를 이산화탄소 환원 촉매 전극으로 사용하였다. 개발된 촉매 전극은 기존 구리 금속 호일에 비해 에틸렌 생성 선택도는 2배 이상 증가 시켰고, 부반응 물질로 나오는 메탄의 생성 선택도는 기존 대비 30분의 1 수준으로 억제하는 성능을 보여주었다. 또한 기존에 보고된 구리기반 촉매가 1~2 시간 수준의 촉매 안정성을 보여주는 것에 비해, 본 연구진이 개발한 촉매는 20배 이상 증가된 안정성을 확보하고 있다. 이번 기술개발로 인해 향후 고성능, 고안정성 촉매의 설계에 큰 파급효과를 줄 것으로 기대하고 있다. KIST 황윤정 박사는 “이 기술의 가장 큰 장점은 저가의 구리 촉매를 이용하여 매우 간단하고 짧은 시간의 전기화학적 처리만으로도 월등히 향상된 촉매 전극을 제조할 수 있다는 점”이라고 말하면서 “향후 이산화탄소 전환 고부가가치 에틸렌 생산 기술의 상용화에 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.”고 밝혔다. KIST 연구진이 개발한 이번 기술은 이산화탄소 환원 촉매의 수명 증대에 큰 기여를 하여 온실가스의 자원화기술의 실용화 가능성을 높일 것으로 기대되고 있다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)의 기후변화대응기술개발사업(차세대탄소자원화 사업단, 단장 전기원) 및 KIST 기관고유 사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지인 미국화학학회지(Journal of the American Chemical Society: JACS)(IF : 13.038, JCR 상위분야 6.13%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) ‘Mixed Copper States in Anodized Cu Electrocatalyst for Stable and Selective Ethylene Production from CO2 Reduction’ - (제1저자) UST 과학기술연합대학원대학교 이시영 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 황윤정 책임연구원 <그림설명> <그림 1> 개발된 촉매는 40시간 이상 안정하게 효과적으로 에틸렌을 생성함을 확인하였고, 구리 촉매의 화학적 상태의 변화에 따라 에틸렌 생성의 선택도가 영향을 받는 것을 규명하였다.

- 이산화탄소로부터 플라스틱의 원료(에틸렌) 생성하는 저가의 고내구성 촉매 개발 - 고부가가치 화학원료 생산 및 온실가스 자원화 기술로 각광, 기후변화 대응 기대 화석 연료 기반의 에너지 소비는 대기 중의 이산화탄소 농도를 지속적으로 증가시키고, 지구 온난화를 야기하고 있다. 2015년 UN의 新기후변화협약에 따라 세계 각국은 온실가스 배출량을 감축하기 위해서, 이산화탄소를 사용하는 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 이중에서 전기화학적 이산화탄소 전환은 태양광과 같은 신재생에너지기술과 융합할 수 있어 주목받고 있다. 특히, 이산화탄소와 물과 같은 풍부한 자연 원료로부터 고부가가치의 화학원료를 직접 생산하게 된다면 경제적 가치 창출뿐 아니라, 이산화탄소 저감에도 기여할 수 있어 기후 변화 대응의 핵심기술이 될 것으로 기대된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 청정에너지연구센터 민병권, 황윤정 박사 연구팀은 구리 금속 호일 위에 간단한 양극산화 방식을 적용하여 이산화탄소를 에틸렌으로 선택적으로 전환하는 고 내구성 촉매를 개발했다. KIST 연구진은 구리 기반의 나노 구조 촉매를 개발하여 에틸렌 생성의 선택성과 안정성을 동시에 향상 시킬 수 있는 방안을 제시하여 온실가스 자원화의 새로운 가능성을 선보이고 있다. 에틸렌은 대표적인 플라스틱 소재인 폴리에틸렌 제조에 쓰이며, 이외에도 다양한 화학제품 생산에 필요한 중요한 화학원료 물질이다. 에틸렌은 폭넓은 활용성으로 인해, 전 세계적으로 연간 147백만 톤(약 1,217억 달러, 2016년 기준)에 달하는 거대 시장 규모를 가지고 있는 고부가가치 화합물이다. 전기화학적으로 이산화탄소를 직접 전환하여 에틸렌을 생산하는 기술은 아직 전 세계적으로 초기 단계에 있으며, 고성능 촉매 소재의 부재로 인해 원천 소재 기술 확보를 위한 연구개발이 매우 활발히 일어나고 있다. 전기화학적으로 이산화탄소를 전환하여 에틸렌을 생성하는 반응은 일반적으로 구리 촉매를 이용하는데, 지금까지 에틸렌 생성물의 선택도와 그 선택도를 유지하는 안정성 면에서 큰 한계점이 있었다. 부반응물인 수소나 메탄 기체가 경쟁적으로 생성되어 이를 억제하여 에틸렌을 선택적으로 생성할 수 있는 고효율 촉매 기술 개발이 절실한 상황이었다. KIST 연구진은 구리 호일을 간단한 전기화학적 방법으로 산화시킴으로써 나노와이어 구조의 구리 수산화물을 합성하였고, 이를 이산화탄소 환원 촉매 전극으로 사용하였다. 개발된 촉매 전극은 기존 구리 금속 호일에 비해 에틸렌 생성 선택도는 2배 이상 증가 시켰고, 부반응 물질로 나오는 메탄의 생성 선택도는 기존 대비 30분의 1 수준으로 억제하는 성능을 보여주었다. 또한 기존에 보고된 구리기반 촉매가 1~2 시간 수준의 촉매 안정성을 보여주는 것에 비해, 본 연구진이 개발한 촉매는 20배 이상 증가된 안정성을 확보하고 있다. 이번 기술개발로 인해 향후 고성능, 고안정성 촉매의 설계에 큰 파급효과를 줄 것으로 기대하고 있다. KIST 황윤정 박사는 “이 기술의 가장 큰 장점은 저가의 구리 촉매를 이용하여 매우 간단하고 짧은 시간의 전기화학적 처리만으로도 월등히 향상된 촉매 전극을 제조할 수 있다는 점”이라고 말하면서 “향후 이산화탄소 전환 고부가가치 에틸렌 생산 기술의 상용화에 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.”고 밝혔다. KIST 연구진이 개발한 이번 기술은 이산화탄소 환원 촉매의 수명 증대에 큰 기여를 하여 온실가스의 자원화기술의 실용화 가능성을 높일 것으로 기대되고 있다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)의 기후변화대응기술개발사업(차세대탄소자원화 사업단, 단장 전기원) 및 KIST 기관고유 사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지인 미국화학학회지(Journal of the American Chemical Society: JACS)(IF : 13.038, JCR 상위분야 6.13%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) ‘Mixed Copper States in Anodized Cu Electrocatalyst for Stable and Selective Ethylene Production from CO2 Reduction’ - (제1저자) UST 과학기술연합대학원대학교 이시영 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 황윤정 책임연구원 <그림설명> <그림 1> 개발된 촉매는 40시간 이상 안정하게 효과적으로 에틸렌을 생성함을 확인하였고, 구리 촉매의 화학적 상태의 변화에 따라 에틸렌 생성의 선택도가 영향을 받는 것을 규명하였다.

- 이산화탄소로부터 플라스틱의 원료(에틸렌) 생성하는 저가의 고내구성 촉매 개발 - 고부가가치 화학원료 생산 및 온실가스 자원화 기술로 각광, 기후변화 대응 기대 화석 연료 기반의 에너지 소비는 대기 중의 이산화탄소 농도를 지속적으로 증가시키고, 지구 온난화를 야기하고 있다. 2015년 UN의 新기후변화협약에 따라 세계 각국은 온실가스 배출량을 감축하기 위해서, 이산화탄소를 사용하는 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 이중에서 전기화학적 이산화탄소 전환은 태양광과 같은 신재생에너지기술과 융합할 수 있어 주목받고 있다. 특히, 이산화탄소와 물과 같은 풍부한 자연 원료로부터 고부가가치의 화학원료를 직접 생산하게 된다면 경제적 가치 창출뿐 아니라, 이산화탄소 저감에도 기여할 수 있어 기후 변화 대응의 핵심기술이 될 것으로 기대된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 청정에너지연구센터 민병권, 황윤정 박사 연구팀은 구리 금속 호일 위에 간단한 양극산화 방식을 적용하여 이산화탄소를 에틸렌으로 선택적으로 전환하는 고 내구성 촉매를 개발했다. KIST 연구진은 구리 기반의 나노 구조 촉매를 개발하여 에틸렌 생성의 선택성과 안정성을 동시에 향상 시킬 수 있는 방안을 제시하여 온실가스 자원화의 새로운 가능성을 선보이고 있다. 에틸렌은 대표적인 플라스틱 소재인 폴리에틸렌 제조에 쓰이며, 이외에도 다양한 화학제품 생산에 필요한 중요한 화학원료 물질이다. 에틸렌은 폭넓은 활용성으로 인해, 전 세계적으로 연간 147백만 톤(약 1,217억 달러, 2016년 기준)에 달하는 거대 시장 규모를 가지고 있는 고부가가치 화합물이다. 전기화학적으로 이산화탄소를 직접 전환하여 에틸렌을 생산하는 기술은 아직 전 세계적으로 초기 단계에 있으며, 고성능 촉매 소재의 부재로 인해 원천 소재 기술 확보를 위한 연구개발이 매우 활발히 일어나고 있다. 전기화학적으로 이산화탄소를 전환하여 에틸렌을 생성하는 반응은 일반적으로 구리 촉매를 이용하는데, 지금까지 에틸렌 생성물의 선택도와 그 선택도를 유지하는 안정성 면에서 큰 한계점이 있었다. 부반응물인 수소나 메탄 기체가 경쟁적으로 생성되어 이를 억제하여 에틸렌을 선택적으로 생성할 수 있는 고효율 촉매 기술 개발이 절실한 상황이었다. KIST 연구진은 구리 호일을 간단한 전기화학적 방법으로 산화시킴으로써 나노와이어 구조의 구리 수산화물을 합성하였고, 이를 이산화탄소 환원 촉매 전극으로 사용하였다. 개발된 촉매 전극은 기존 구리 금속 호일에 비해 에틸렌 생성 선택도는 2배 이상 증가 시켰고, 부반응 물질로 나오는 메탄의 생성 선택도는 기존 대비 30분의 1 수준으로 억제하는 성능을 보여주었다. 또한 기존에 보고된 구리기반 촉매가 1~2 시간 수준의 촉매 안정성을 보여주는 것에 비해, 본 연구진이 개발한 촉매는 20배 이상 증가된 안정성을 확보하고 있다. 이번 기술개발로 인해 향후 고성능, 고안정성 촉매의 설계에 큰 파급효과를 줄 것으로 기대하고 있다. KIST 황윤정 박사는 “이 기술의 가장 큰 장점은 저가의 구리 촉매를 이용하여 매우 간단하고 짧은 시간의 전기화학적 처리만으로도 월등히 향상된 촉매 전극을 제조할 수 있다는 점”이라고 말하면서 “향후 이산화탄소 전환 고부가가치 에틸렌 생산 기술의 상용화에 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.”고 밝혔다. KIST 연구진이 개발한 이번 기술은 이산화탄소 환원 촉매의 수명 증대에 큰 기여를 하여 온실가스의 자원화기술의 실용화 가능성을 높일 것으로 기대되고 있다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)의 기후변화대응기술개발사업(차세대탄소자원화 사업단, 단장 전기원) 및 KIST 기관고유 사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지인 미국화학학회지(Journal of the American Chemical Society: JACS)(IF : 13.038, JCR 상위분야 6.13%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) ‘Mixed Copper States in Anodized Cu Electrocatalyst for Stable and Selective Ethylene Production from CO2 Reduction’ - (제1저자) UST 과학기술연합대학원대학교 이시영 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 황윤정 책임연구원 <그림설명> <그림 1> 개발된 촉매는 40시간 이상 안정하게 효과적으로 에틸렌을 생성함을 확인하였고, 구리 촉매의 화학적 상태의 변화에 따라 에틸렌 생성의 선택도가 영향을 받는 것을 규명하였다.

- 이산화탄소로부터 플라스틱의 원료(에틸렌) 생성하는 저가의 고내구성 촉매 개발 - 고부가가치 화학원료 생산 및 온실가스 자원화 기술로 각광, 기후변화 대응 기대 화석 연료 기반의 에너지 소비는 대기 중의 이산화탄소 농도를 지속적으로 증가시키고, 지구 온난화를 야기하고 있다. 2015년 UN의 新기후변화협약에 따라 세계 각국은 온실가스 배출량을 감축하기 위해서, 이산화탄소를 사용하는 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 이중에서 전기화학적 이산화탄소 전환은 태양광과 같은 신재생에너지기술과 융합할 수 있어 주목받고 있다. 특히, 이산화탄소와 물과 같은 풍부한 자연 원료로부터 고부가가치의 화학원료를 직접 생산하게 된다면 경제적 가치 창출뿐 아니라, 이산화탄소 저감에도 기여할 수 있어 기후 변화 대응의 핵심기술이 될 것으로 기대된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 청정에너지연구센터 민병권, 황윤정 박사 연구팀은 구리 금속 호일 위에 간단한 양극산화 방식을 적용하여 이산화탄소를 에틸렌으로 선택적으로 전환하는 고 내구성 촉매를 개발했다. KIST 연구진은 구리 기반의 나노 구조 촉매를 개발하여 에틸렌 생성의 선택성과 안정성을 동시에 향상 시킬 수 있는 방안을 제시하여 온실가스 자원화의 새로운 가능성을 선보이고 있다. 에틸렌은 대표적인 플라스틱 소재인 폴리에틸렌 제조에 쓰이며, 이외에도 다양한 화학제품 생산에 필요한 중요한 화학원료 물질이다. 에틸렌은 폭넓은 활용성으로 인해, 전 세계적으로 연간 147백만 톤(약 1,217억 달러, 2016년 기준)에 달하는 거대 시장 규모를 가지고 있는 고부가가치 화합물이다. 전기화학적으로 이산화탄소를 직접 전환하여 에틸렌을 생산하는 기술은 아직 전 세계적으로 초기 단계에 있으며, 고성능 촉매 소재의 부재로 인해 원천 소재 기술 확보를 위한 연구개발이 매우 활발히 일어나고 있다. 전기화학적으로 이산화탄소를 전환하여 에틸렌을 생성하는 반응은 일반적으로 구리 촉매를 이용하는데, 지금까지 에틸렌 생성물의 선택도와 그 선택도를 유지하는 안정성 면에서 큰 한계점이 있었다. 부반응물인 수소나 메탄 기체가 경쟁적으로 생성되어 이를 억제하여 에틸렌을 선택적으로 생성할 수 있는 고효율 촉매 기술 개발이 절실한 상황이었다. KIST 연구진은 구리 호일을 간단한 전기화학적 방법으로 산화시킴으로써 나노와이어 구조의 구리 수산화물을 합성하였고, 이를 이산화탄소 환원 촉매 전극으로 사용하였다. 개발된 촉매 전극은 기존 구리 금속 호일에 비해 에틸렌 생성 선택도는 2배 이상 증가 시켰고, 부반응 물질로 나오는 메탄의 생성 선택도는 기존 대비 30분의 1 수준으로 억제하는 성능을 보여주었다. 또한 기존에 보고된 구리기반 촉매가 1~2 시간 수준의 촉매 안정성을 보여주는 것에 비해, 본 연구진이 개발한 촉매는 20배 이상 증가된 안정성을 확보하고 있다. 이번 기술개발로 인해 향후 고성능, 고안정성 촉매의 설계에 큰 파급효과를 줄 것으로 기대하고 있다. KIST 황윤정 박사는 “이 기술의 가장 큰 장점은 저가의 구리 촉매를 이용하여 매우 간단하고 짧은 시간의 전기화학적 처리만으로도 월등히 향상된 촉매 전극을 제조할 수 있다는 점”이라고 말하면서 “향후 이산화탄소 전환 고부가가치 에틸렌 생산 기술의 상용화에 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.”고 밝혔다. KIST 연구진이 개발한 이번 기술은 이산화탄소 환원 촉매의 수명 증대에 큰 기여를 하여 온실가스의 자원화기술의 실용화 가능성을 높일 것으로 기대되고 있다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)의 기후변화대응기술개발사업(차세대탄소자원화 사업단, 단장 전기원) 및 KIST 기관고유 사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지인 미국화학학회지(Journal of the American Chemical Society: JACS)(IF : 13.038, JCR 상위분야 6.13%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) ‘Mixed Copper States in Anodized Cu Electrocatalyst for Stable and Selective Ethylene Production from CO2 Reduction’ - (제1저자) UST 과학기술연합대학원대학교 이시영 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 황윤정 책임연구원 <그림설명> <그림 1> 개발된 촉매는 40시간 이상 안정하게 효과적으로 에틸렌을 생성함을 확인하였고, 구리 촉매의 화학적 상태의 변화에 따라 에틸렌 생성의 선택도가 영향을 받는 것을 규명하였다.