제주대 해양시스템공학 배진호 교수(BK+ 빅데이터 기반해양융합전문인력사업단 단장) 연구팀은 Poymat University of the Basque Country UPV/EHU, 스페인의 Ishfaq Ahmad 박사 (공동 제1저자)와 Institut De Ciència De Materials De Barcelona (ICMAB–CSIC), 스페인, Zakir Ullah 박사 (공동 교신저자)들과 융합연구를 통해 기술을 개발했고, 이를 이용한 본 개발연구 논문(제주대 교신저자 배진호 교수, 제주대 제 1저자는 노만 무하마드 박사, 샤키브 무하마드 박사)이 지난 1월 26일에 세계 최고수준의 저널인 ‘Advanced Functional Materials (Vol. 36, IF 19)’에 실렸다고 4일 밝혔다.

본 연구진은 킬레이트 효과를 통해 원자 클러스터 및 2차 상과의 배위 결합 형성을 용이하게 하는 질소 함유 부위를 포함하는 피라진 고리를 특징으로 하는 2차원 융합 방향족 다공성 유기 네트워크(2D FA-PON)를 연구를 수행했고, 이를 통해 Fe/Fe3C-C4N PON은 2D C4N FA-PON의 피라진 고리에 2차 상(Fe/Fe3C 나노 입자)을 앵커링해 제작됐다. 이는 트라이보전기 나노발전기(TENG)의 마찰 전하 생성과 슈퍼커패시터의 전기 이중층 커패시턴스 거동을 크게 개선한다. (킬레이트 효과(Chelating effect)는 집게발과 같이 금속 이온을 잡아 고리 형태의 착물을 형성하는 성질을 말함.)

논문 제목은 ‘Fe/Fe3C Embedded Pyrazine-Based Porous Organic Network for Superior Tribo-charge and Electrochemical Double Layer Capacitance’이며, 본 연구의 제주대는 제주대 그린수소 글로컬 선도연구센터, 제주대 제주씨그랜트센터의 지원으로 수행됐다. 이 연구 결과는 피라진 기반 2D FA-PON을 2차 상으로 고정해 고유한 한계를 극복하고 첨단 에너지 저장 및 수확 시스템을 위한 다용도 소재로 자리매김할 수 있을 것으로 기대된다.