전한솔, 임도현, 김효연* | 서울시립대학교 융합응용화학과 조교수, xjin@uos.ac.kr   서 론 암모니아는 화학 비료의 핵심적인 원료이며 실제로 생산되는 암모니아의 대부분은 농업 분야에서 직간접적으로 소비된다. 1909년에 이루어진 하버-보슈(Haber-Bosch Process) 합성법의 개발은 암모니아의 대량생산을 가능케 하였으며 이는 인류를 기아에서 해방시킨 중대한 성취로 화학이 인류에 기여한 가장 큰 공헌의 하나로 여겨지고 있다. 그러나 하버-보슈 공정은 에너지 집약적이며 생산 과정에서 온실가스인 이산화탄소를 대량으로 발생시킨다는 문제점을 가지고 있다. 21세기에 들어서며 온실가스 배출량 증가로 인한 이상기후 발생 빈도 증가 및 식량 부족 등 지구온 난화 문제가 대두되며, 각 산업 분야에서 탄소중립 실현을 위한 온실가스 배출량의 감축이 강력히 요구되고 있다. 이에 따라, 하버-보슈 공정을 대체할 친환경적이고 지속 가능한 암모니아

채문석 | 국립부경대학교 나노융합공학전공 조교수, mschae@pknu.ac.kr 서 론 인류가 직면한 가장 시급한 과제 중 하나는 화석연료 중심의 에너지 시스템으로부터 벗어나 지속 가능한 재생에너지 사회로의 전환을 실현하는 것이다. 그러나 태양광과 풍력은 본질적으로 간헐적이기 때문에, 이들의 불안정한 에너지 출력을 보완해 줄 고안정성 고효율인 대용량 에너지 저 장 시스템(ESS)의 개발이 필수적이다.[참고문헌 1] 현재까지 상용화된 대표적인 전지 기술은 리튬 이온 전지 (LIB)이다. LIB는 높은 에너지 밀도와 신뢰성으로 스마트폰, 노트북, 전기차 등 다양한 기기에서 널리 사용되고 있다. 하지만, 전 세계 리튬 자원의 매장량 한계, 고비용의 생산 공정, 가연성 유기 전해질로 인한 화재 위험 등은 대규모 전력 망용 에너지 저장 분야로의 확장을 어렵게 한다.[참고문헌 2] 이러한 한계를 극복하기 위한 새로운 접근이 바로 수계 전지(Aque-ou

윤석민  |  경상국립대학교 화학과 부교수,  smyoon@gnu.ac.kr 서 론 레늄(Rhenium, Re)은 1925년 독일에서 Walter Nod-dack, Ida Tacke, Otto Berg에 의해 columbite와 tungstate 과 같은 백금광에서 발견되었다. 이는 멘델레예프의 주기 율표가 제안된 이후 약 50년이 지난 시점으로, Re은 자연 계에 존재하는 원소들 가운데 비교적 늦게 정체가 확립된 ‘젊은 원소’로 알려져 있다. Re이 상업적으로 처음 추출된 레늄 함유 광석은 라인강(Rhine river) 인근에서 산출되었으며, 원소명 rhenium 역시 라인강의 라틴어 이름인 Rhenus에서 유래했다. 주기율표 75번 원소인 Re은 전이 금속에 속하는 은백색의 희소 금속으로, 다양한 산화수를 취할 수 있는 화학적 유연성을 지닌다. 또한 매우 높은 녹는점(3,180 °C)을 갖는 금속 중 하나로, 녹는점이 더 높은...

지상민, 고혜란* | 중앙대학교 화학과 부교수, hrkoh@cau.ac.kr   서 론   생체분자는 고유한 3차원 구조를 기반으로 기능을 수행하며, 구조 변화는 기능 상실뿐 아니라 효소 활성, 신호전달, 단백질 상호작용 등 생체 내 조절 메커니즘 전반에 직접적인 영향을 미친다. 따라서 구조 변화의 정밀한 이해는 질병의 작동 원리와 세포 시스템의 동적 조절 과정을 규명하는 데 필수적이다. 그러나 대부분의 생체분자는 수 나노미터 크기이며, 전이 상태나 반응중간체처럼 매우 짧은 시간 동안만 존재하는 구조는 기존의 결정학, NMR, Cryo-EM 등과 같은 정적 구조 분석 기법만으로는 충분히 포착하기 어렵다. 생체 원자힘현미경(Bio-AFM)과 같이 동적 관찰이 가능한 기술도 존재하지만, 공간 분해능의 한계로 인해 고해상도 구조 규명에는 제약이 따른다.[참고문헌 1] 이러한 상보적 한계를 극복하기 위한 접근으로 단분자 형광 공명 에너지 전달(

변세진, 남지형, 박상현, 정 인* | 서울대학교 화학생물공학부 교수, inchung@snu.ac.kr 서 론 전세계적으로 에너지 수요가 급격히 증가함에 따라, 인류는 심각한 환경 위기와 에너지 고갈 문제에 직면해 있다. 현재 생산, 소비되는 에너지의 약 70%가 폐열 형태로 방출 되며 이는 에너지 효율 저하와 온실가스 배출 문제를 동시에 일으키는 주요 원인이다.[참고문헌 1] 이러한 상황에서 효율적인 청정 에너지 변환 기술의 확보는 인류가 직면한 에너지, 환경 문제를 해결하기 위한 핵심 과제로 주목받고 있다. 열전(thermoelectric, TE) 기술은 고체 물질이 열과 전기 에너지를 직접 상호 변환하는 독특한 물리적 원리를 바탕으로, 친환경 에너지 기술 중에서도 경제적, 사회적 파 급효과가 커서 최근 크게 각광 받고 있다. 열전 현상은 온도차에 의해 전위차가 유도되는 제벡(Seebeck) 효과와, 외부 전류 인가 시 접합부에서 

동방선 | 서강대학교 화학과 조교수, dongbang@sogang.ac.kr   서 론   유기화학에서 탄소–탄소 결합 형성은 새로운 물질의 구조와 기능을 설계하는 데 핵심적인 반응이다.[참고문헌 1] 특히 평면적인 C(sp2)–C(sp2) 결합을 넘어 입체적 다양성을 갖춘 C(sp3)–C(sp3) 결합을 구현하는 기술은 현대 합성화학의 가장 흥미로운 도전 중 하나로 꼽힌다. 의약품, 농약, 기능성 소재 등 실제 응용 분야에서도 C(sp3) 결합은 생체적합성과 물리화 학적 안정성을 동시에 높여주기 때문에, 이를 효율적으로 구축할 수 있는 전략의 중요성은 점점 커지고 있다.[참고문헌 2] 그러나 기존의 전이금속 촉매 반응들은 대부분 평면적인 sp2 탄소 중심에서 최적화되어 있어, 같은 반응 조건을 적용하게되면 sp3 중심에서는 산화적 첨가가 느려진다는 점, β-수소 제거(β-hydride elimination) 반응의 가능성, 그리고 라