11월 과학기술인상, 최민기 한국과학기술원 교수 선정

- 친환경적 암모니아 합성을 위한 고성능 촉매 개발

- 100년 넘은 하버-보슈 공정을 혁신…탄소중립·수소경제 전환에 기여

수상자 최민기 교수

과학기술정보통신부(부총리 겸 과기정통부 장관 배경훈, 이하 ‘과기정통부’)와 한국연구재단(이사장 홍원화, 이하 ‘연구재단’)은 이달의 과학기술인상 11월 수상자로 한국과학기술원 생명화학공학과 최민기 교수를 선정했다고 11월 5일 밝혔다.

‘이달의 과학기술인상’은 최근 3년간 독창적인 연구 성과를 창출하여 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만 원을 수여하는 상으로, 과기정통부 과학기술진흥기금/복권기금의 재원으로 운용된다.

과기정통부와 연구재단은 과학 지식이 인류 복지에 기여하는 것을 목표로 하는 ‘평화와 발전을 위한 세계과학의 날(11월 10일)’을 맞아 친환경적 암모니아 합성을 위한 고성능 촉매를 개발하여 탄소중립과 수소 경제 전환의 핵심 기반을 마련한 최민기 교수를 수상자로 선정하였다.

암모니아(NH₃)는 비료와 의약품 등 필수 산업 원료일 뿐 아니라, 액화가 쉽고 수소 저장 밀도가 높아서 재생에너지 기반 수소를 장기간 저장하거나 장거리 운송할 수 있는 차세대 에너지 매개체로도 주목받고 있다. 

하지만, 100여 년 전 개발되어 현재도 사용되는 하버-보슈 공정(1910년대 초 독일의 프리츠 하버와 카를 보슈에 의해 개발된 암모니아 대량 합성법(질소-수소 반응)으로, 인류 식량 문제를 해결한 가장 중요한 화학 기술 중 하나로 평가)은 500℃ 이상, 100기압 이상의 고온·고압 조건을 유지하기 위해 막대한 에너지를 소모하고 상당한 양의 이산화탄소가 배출되는 한계가 있다.

루테늄 기반 암모니아 합성촉매의 메커니즘 이해. (자료제공: 과기정통부)

최민기 교수는 이러한 한계를 개선하기 위해 루테늄(Ru) 촉매와 산화바륨(BaO) 조촉매를 전도성이 뛰어난 탄소 지지체에 배치하여 ‘화학 축전지’처럼 양전하와 음전하를 따로 저장하는 촉매 소재를 개발하였다. 이 촉매 소재는 기존 최고 수준의 촉매 대비 7배 이상 높은 암모니아 합성 성능을 보이며, 저온(300℃)·저압(10기압)의 온건한 조건에서 실질적 활용이 가능하다. 

이를 통해 100년 동안 지속되어 온 공정을 뛰어넘어 친환경 암모니아 합성의 국면 전환 요소(게임 체인저)로 역할을 할 것이 기대된다. 해당 연구는 과기정통부 개인기초연구(중견연구자 지원)사업의 지원을 받았으며, 2025년 2월 국제학술지 ‘네이처 카탈리시스(Nature Catalysis)’에 게재됐다. 

최민기 교수는 한국과학기술원에서 화학과 학사, 석사, 박사 학위과정을 이수하고 한국과학기술원 생명과학공학과 교수로 부임한 지 15년째인 한국과학기술원 사람이다. 학위과정에서 기초과학인 화학을 연구하고 독립 연구자가 된 후에는 화학공학을 접목해, 기초과학적 이해와 공학적 응용을 아우른 것이 혁신의 비결이라고 소개했다. 

최민기 교수는 촉매분야의 가장 영향력 있는 학술지(저널)인 ACS Catalysis의 편집위원으로도 활동 중이다. 그는 “이번 연구는 촉매 반응의 새로운 이론적 틀을 제시했다는 점에서 학술적으로 큰 의미가 있을 뿐만 아니라 촉매 연구의 궁극적 목적인 산업적 활용에도 중요한 전환점이 될 수 있다”며 “친환경적 암모니아 합성 기술의 실용화를 위한 연구를 지속하여 식량, 에너지, 환경 문제를 해결하는 데 기여하고 싶다”고 기대를 밝혔다.

앞으로, 과기정통부는 과학기술 강국을 만들기 위해 과학기술인들이 기초과학 및 첨단 기술 연구에 전념할 수 있는 연구 생태계를 조성하고, 우수한 성과를 내는 연구자에 대한 보상과 예우를 더욱 강화해 나갈 계획이다.

<자세한 내용은 세라믹코리아 2025년 12월호를 참조바랍니다. 정기구독하시면 지난호보기에서 PDF 전체를 열람하실 수 있습니다.>