최근 우리대학 에너지공학과 조용현 교수님의 ‘고분자 다층박막을 이용한 이온교환막의 기능화를 통해 서로 다른 전하를 갖는 이온의 선별적이고 연속적인 분리’와 관련된 연구가 우수논문으로 선정되어 화제다. 이번 연구에 관련된 에피소드와 조용현 교수님의 향후 계획에 대해 들어보자.

1) 교수님 안녕하세요! 먼저 10월 우수 논문에 연구 성과가 선정되신 점 축하드립니다. 이번 연구는 어떤 계기로 진행하게 되셨나요?

저는 지난 몇 년간 흐름전극을 이용한 이온제거 및 저장기술의 관한 연구를 수행하여 왔습니다. 이를 활용하여 해수에 존재하는 이온을 제거하는 해수담수화 기술 및 제거된 이온을 활용하여 에너지를 저장하고 활용하는 기술들에 대하여 연구하여 왔습니다. 이런 연구결과들을 확장하여 최근엔 고부가가치의 특정이온을 추출하는 연구에 관심이 생겼습니다. 이러한 연구가 성공적으로 수행된다면 재활용 리튬이차전지에서 리튬, 코발트 등의 물질을 추출하거나 유해물질을 제거하는 분야에 응용이 가능할 것 이라 생각하여 본 연구를 시작하게 되었습니다.

2) 이번에 선정된 연구 성과에 대한 소개 부탁드립니다.

고부가가치 이온을 추출하기 위해서 기술적으로 가장 중요하고 어려운 부분은 여러 가지 다른 종류의 이온들이 존재할 때 어떻게 특정이온을 선별적으로 분리해 낼 수 있느냐는 것입니다. 이번 저희 연구에서는 고분자로 이루어진 다층박막을 이용하여 이온을 선택적으로 분리할 수 있는 기술을 개발하였습니다. 이렇게 만들어진 이온교환막은 이온의 크기, 전하밀도 등의 차이를 이용하여 특정이온만을 선택적으로 통과할 수 있게 합니다. 이렇게 기능화된 이온교환막을 흐름전극 이온제거시스템에 도입하여 연속적으로 이온을 분리할 수 있는 시스템을 개발하였습니다.

3) 이번 연구를 진행하시면서 학교로부터 어떤 지원을 받으셨나요?

이번 연구결과를 논문에 발표함과 동시에 특허에 출원하였습니다. 또한, 이렇게 확보된 특허를 기업에 기술이전까지 완료하였습니다. 이런 과정 중 산학협력단의 많은 분들이 적극적으로 도와주셨습니다. 그리고 본 기술을 바탕으로 교내창업을 통해 회사를 설립하였는데 RGB캠퍼스사업단에서 회사공간을 제공해주셨고 링크사업을 통해 도움을 많이 받았습니다. 또한, 그동안의 제 연구결과들을 높게 평가해주셔서 올해 향설연구대상을 수상하였습니다. 이렇게 학교의 적극적인 도움들이 연구를 수행하는데 있어서 실질적인 도움이 될 뿐만 아니라 연구의 원동력이 되기도 합니다.

4) 연구 수행 중 어떠한 어려움이 있으셨는지, 그렇다면 어떻게 극복하셨는지 궁금합니다!

대부분의 연구가 마찬가지겠지만 좋은 연구결과는 결코 하루아침에 갑자기 나오는 것이 아닙니다. 수많은 문헌조사와 시행착오 및 실패로부터 배운 노하우가 결집되어 좋은 연구결과를 도출할 수 있습니다. 이번 연구 또한 마찬가지로 수년간의 시행착오를 거쳤습니다. 이 기간 동안 지도교수인 저를 믿고 포기하지 않고 묵묵히 열심히 연구에 매진해온 대학원생들에게 감사한다는 말을 전하고 싶습니다. 또한, 최근 연구트렌드는 융합연구입니다. 제 연구 분야에 국한되지 않고 여러 다양한 분야의 전문가들과 얘기를 나누다보면 새로운 아이디어가 도출되거나 문제가 해결되는 경우가 많습니다. 저는 이렇게 새로운 분야의 전문가들과 많은 교류를 통해 공동연구를 수행하는 것을 아주 좋아합니다.

5) 향후에 어떤 주제에 관해 연구하고 싶으신지, 기대하시는 바나 포부가 있으실까요?

본 연구기술을 이용하여 고부가가치 물질을 추출할 수 있는 여러 가지 분야로 확장하고 싶습니다. 본 기술은 이온의 종류에 구애받지 않고 다양한 이온에 적용할 수 있다는 장점이 있습니다. 이를 이차전지 재활용기술에 적용 가능합니다. 현재, 이차전지 재활용 시장은 경제적, 환경적 이유로 급속히 증가하고 있습니다. 하지만, 폐전지로부터 리튬, 코발트, 니켈 등의 고부가가치 물질을 회수하는 기술은 아직 기술적한계로 인한 제약이 있습니다. 저는 현재, 이러한 응용분야에 집중하고 있고 상당히 고무적인 연구결과들을 확보하고 있습니다. 이를 바탕으로, 향후 이차전지 재활용 시장을 선도할 수 있는 기술로 발전해 나가고 싶습니다.