한양대학교 ERICA 응용화학과 이승현 교수 연구팀이 고효율 그린수소 생산을 위한 차세대 수전해 촉매의 설계 전략을 체계화한 리뷰 논문을 발표했다고 밝혔다.

기후변화 대응의 핵심 에너지원으로 주목받는 그린수소는 물을 전기분해 하여 생산하는 가장 친환경적 기술이다. 물 전기분해의 효율을 높이기 위해 양극(산소 발생)과 음극(수소 발생)에서 동시 반응하는 고성능 촉매가 필수적이다.

최근 금속-유기 골격체(MOFs), 2D 단일원자 촉매(SACs), 고엔트로피 합금(HEAs), 페로브스카이트(Perovskites), 맥신(MXenes) 등 다양한 신소재 기반 촉매가 개발되며 연구가 빠르게 확장되고 있다. 이에 따라 상(phase) 조절, 형상(Morphology) 제어, 결함 공학(Defect engineering) 등 합성 전략 역시 복잡하고 다양하게 발전해 왔다.

이승현 교수 연구팀은 이번 논문에서 신소재 특성과 합성 전략을 ‘동기화(synchronization)’하여 최적의 촉매를 설계하는 통합적 접근법을 핵심 전략으로 제시했다. 연구팀은 각 신소재가 가지는 구조적·전기화학적 특성을 비교 분석하고, 소재별로 적용 가능한 합성 전략을 체계적으로 정리해 촉매 설계 가이드라인을 구축했다. 이를 통해 연구자들이 목표 성능에 맞는 촉매를 효율적으로 설계할 수 있는 방향성을 제시했다.

이승현 교수는 “그동안 다양한 촉매 소재와 합성 기술이 개발됐지만, 소재–전략 간 최적 조합을 제시하는 체계적 자료는 부족했다”며 “이번 리뷰는 차세대 수전해 촉매 개발의 공통 원리를 정리해 글로벌 연구자들에게 중요한 참고 자료가 될 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단 개인기초 신진후속·중견연계 연구과제, 경기도청 GRRC 과제, 한국산업기술기획평가원의 소재부품기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 성과는 지난 5월 27일 화학 분야 국제적 권위지 『ChemElectroChem』에 게재됐으며, 2025년 9월 전면 표지 논문(Front Cover)으로 선정됐다.

해당 논문 「Synchronization of Emerging Materials and Their Synthetic Strategies for Efficient Alkaline Water Splitting」에는 한양대 응용화학과 차든찬 박사과정이 제1 저자로, 유성훈 박사·박재준·김수민·김하영 석박사통합과정 연구원이 공저자로 참여하였으며, 이승현 교수가 교신저자로 참여했다.

한편, 이승현 교수는 교내 연구와 학술 활동 이외에도 『Nano Convergence』의 수석 편집 위원 및 ‘Elastomer and Composite’의 편집 위원장을 맡아 학계의 발전을 이끌고 있다. 주요 연구 분야는 △플라즈모닉 금속 나노입자 기반 광학 나노바이오센서 △그린 수소 생산용 3D 나노구조 촉매 △차세대 반도체 패키징용 소재 및 평가법 개발 등으로, 기초 나노 과학부터 실용적인 에너지 및 바이오 응용 기술까지 폭넓은 연구를 수행 중이다.