특히 한국 같은 경우, 도시 공기오염과 지구 온난화로 인해 심각한 기후 변화를 일으키는 온실효과 기체의 생성을 줄일 수 있는 친환경 그린에너지 개발이 절실히 요구되고 있다. 친환경 그린에너지를 개발하게 되면 환경오염을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 해외로 부터의 에너지 수입 의존성을 줄일 수 있기 때문에 에너지 안보 확보 측면에서도 매우 중요한 사안으로 인식되고 있다. 전남대학교 ‘나노이온성 산화물계 그린에너지 소재’에 관한 연구가 ‘세계수준의 연구중심대학(World Class University : WCU) 육성 사업’에 선정됨에 따라 친환경 그린에너지에 관한 연구가 더욱 활기를 띨 것으로 전망된다.

그린에너지 개발에 대한 연구와 기술혁신 필요
국내 나노 이온공학 및 이를 활용한 그린에너지 산업의 기반 기술 향상에 중추적 역할을 수행하게 될 ‘나노이온성 산화물계 그린에너지 소재’연구팀(이하 연구팀)의 총괄책임을 맡고 있는 김재국 교수는 “부존자원이 없는 우리나라는 에너지, 환경 산업의 대외 무역수지 개선을 위해서는 기술우위 선점만이 유일한 길이며, 특히 고유가 및 기후변화협약 시대에 직면한 현실을 위기라기보다는 오히려 기회로 잡아야 할 것입니다”라며 “이를 위해 국가 간 대학, 연구소, 그리고 정부의 연계를 통해 연구개발이 새로운 기술도입과 효과적인 기술이전을 가능하게 하는 게 중요합니다”라고 시사했다.

연구팀은 차세대 에너지 문제의 돌파구가 신기능성 나노이온성 산화물 소재에 달려 있다는 점을 주목하고 국제적으로 인정받는 과학자와의 협동연구를 통해 그린에너지 관련 재료과학 분야에서 국내외 네트워킹과 공동연구의 허브역할을 하기 위해 박차를 가하고 있다. 또한 나노이온성 산화물계 소재에서 나노이온학적인 전하수송 현상을 이해하는데 연구팀의 보유 지식, 기술 등 전문성을 집중함으로서 새로운 개념의 나노스케일 물질을 개발하여 에너지 수확, 변환, 저장 및 하이브리드 시스템과 관련되는 혁신적인 그린에너지 기술을 개발하는데 목표를 두고 있다.

연구팀의 주요 연구대상인 나노이온성 산화물계 소재는 (나노)이온학분야뿐만 아니라 저항메모리소자, 절연체, 반도체, 유전체 등 (나노)전자학에서도 대상이 되는 물질 시스템이 많다. 이 분야의 기술 연구가 진행되고 있으나 아직까지 이론적인 이해가 부족한 점이 있는 실정이므로 이번 연구에서 얻게 되는 연구결과와 지식은 에너지 섹터를 넘어서 전자, 이온 전도가 관여되는 광범위한 과학기술 전반에 기술적 경제적 파급 효과를 낳게 된다.

김재국 교수는 “전남대학교 신소재공학부는 연구역량이 있는 소장 학자들이 협력 공동연구를 수행할 수 있는 여건을 갖추고 있으며 WCU 프로그램을 통해서 에너지 재료공학 분야에서 세계적 수준의 연구중심 대학으로서의 한국과 국제적 연구 네트워크 육성을 선도하게 될 것입니다. 더불어 학업과 연구에 몰두할 젊은 후학들의 의욕을 고취시키는 역할모델과 함께 세계적 수준의 인력을 양성하는 기관으로 자리매김 하도록 최선의 노력을 다할 것입니다”라는 강한 의지의 말도 잊지 않았다.

세계적인 연구역량을 갖춘 전문가들과 연구진행
‘나노이온성 산화물계 그린에너지 소재’연구팀은 세계적인 연구역량을 갖춘 전문가들로 구성되어 있어 성공적인 공동연구가 이루어질 것으로 기대가 모아지고 있다. 국내학자로는 최근 미국 알곤국립연구소와의 공동연구를 통해 개발한 하이브리드 전기자동차와 순수전기자동차용 나노복합체 전극소재에 대한 획기적인 성과를 인정받아 미국 R&D 매거진에서 수여하는 세계적 권위의‘R&D 100 어워드(Award)’상을 수상하며 많은 사람들의 이목을 집중시키고 있는 전남대학교 김재국 교수를 주축으로 하여 독일 및 미국에서 연구경력을 쌓고 2007년에 학부에 합류한 에너지재료 특성 평가분야의 세계적 전문가로 알려진 이종숙 교수가 참여하고 있고 해외학자로는 물리연구소의 대표학자로서 중국의 에너지재료 연구를 대표하는 Liquan Chen 교수와 화학연구소에서 눈부신 연구 성과를 거두고 있는 소장 학자 Yu-Guo Guo 교수가 참여한다.

특히, 연구과제 성격상 그린에너지 시스템에서의 효율적인 응용소재의 개발은 물리, 화학, 재료과학, 전기화학 등 여러 분야의 다학제간 협력이 유기적으로 이뤄져야 하는데 물리학 기반 재료학자인 Liquan Chen 교수와 화학기반 재료학자인 Yu-Guo Guo 교수, 재료공학 전공의 김재국, 이종숙 교수가 공동연구를 진행함으로서 나노이온학 기반 산화물 나노재료를 활용한 그린에너지 시스템을 구현하는데 매우 큰 시너지효과를 창출할 것으로 보인다. 이와 함께 참여 연구자들은 나노기술과 에너지기술의 융합이라는 새로운 학문 영역을 선도할 수 있는 핵심연구력을 갖추게 되며, 향후 취약한 국내 나노 이온공학 및 이를 활용한 녹색에너지 산업의 기반 기술 향상에 중추적 역할을 수행하게 될 것이다. 해외학자들은 국내 학자와의 공동연구뿐만 아니라 교육활동에도 참여한다. Liquan Chen 교수는 정규 수업 형태의 학부 4학년 학생을 위한 ‘나노 이온학’ 강의와, Yu-Guo Guo 교수는 대학, 연구소 및 산업체에 근무하는 엔지니어와 신소재공학부 대학원생을 위한 특별강좌로 ‘녹색 에너지 기술에서 고체 전기 화학의 역할’에 관한 강의를 한 학기동안 진행한다. 또한 Liquan Chen 교수와 Yu-Guo Guo 교수는 나노 이온공학을 이용한 녹색 에너지 연구분야에서 탁월한 연구 업적을 보여온 전문가들이므로 교과과정에 구성된 강의 외에도 특별 세미나 등을 통해서 이온전도성 세라믹 재료내의 전하 나름 특성과 이종계면에서의 전극 반응 등에 관한 특별 세미나를 계획하고 있다.

석학들과의 교육 및 협동 연구를 통해 우리 대학 연구진의 연구 및 교육 수준을 최상급으로 향상시켜 그린에너지 연구분야에서 세계적 연구성과가 기대되며, 양질의 교육을 통해 최고의 실력을 갖춘 인재들을 배출해 이러한 인재들이 에너지분야의 첨단 연구의 중추적 역할을 담당할 것으로 기대되고 있다. 김재국 교수는 “본 연구팀에 초빙된 해외학자들과의 공동연구를 통하여 차세대 에너지 디바이스의 보급에 돌파구를 마련함으로써 한국이 3E Society (Energy Security, Energy Economy, Energy Environment) 를 빠른 시일 내에 구현해야 할 것입니다”라고 강조했다.