[관심분야 및 지원동기]현재 자동차 시장은 전기차 혹은 연료전지 자동차로 넘어가기 위한 과도기 단계에 있습니다. 지금 세계는 연료전지 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 특히, PEMFC라는 수소연료전지 연구가 가장 많이 진행되고 있습니다. 이를 응용한 상업화 제품이 국내와 해외에서 하나, 둘 나오기 시작했습니다. 수소와 산소를 이용한 전기화학적 반응을 통해 전력을 공급하고 발생하는 부산물이 물 뿐이 없기 때문에 국가 산업으로서 관심과 지원이 이루어지고 있습니다. 하지만, PEMFC는 수소를 사용하기 때문에 문제점을 가지고 있습니다. 충전소 인프라 확장 문제와 같은 경제적인 부분 외에도, 수소를 생산하는 과정에서의 오류, 수소의 저장 가능성에 대한 의문등이 대표적인 예 입니다. 이러한 단점 등을 극복하기 위해서는 수소생산의 신재생적인 합리성과 초기에 기체가 아닌 액체 연료를 사용하는 것이 올바르다고 생각합니다. 이러한 연구를 진행하기 위해 수전해, 수소연료전지, 액체연료전지 등의 연구를 진행하고 싶습니다.첫째, 연료전지에 대한 시장 가치와 경제성을 부각시키기 위해 Cathode 촉매를 연구하고자 합니다. 기존 기술의 가장 큰 문제점은 매장량이 제한된 귀금속 촉매 사용으로 인한 경제성 하락입니다. PEMFC를 비롯한 대부분의 연료전지들은 백금 촉매를 주로 사용합니다. 저는 귀금속 촉매의 한계점을 극복하기 위해 촉매 메커니즘을 분석하고 동등이상의 효율을 가진 비백금 계열 혹은 극미량의 백금 촉매를 활용해 연료전지의 경쟁력을 높이고 싶습니다.둘째, 액체연료전지의 가능성을 부각시키고 싶습니다. 액체연료전지 연구는 기존에 DMFC라는 메탄올연료전지 연구가 진행되었습니다. 하지만, DMFC의 crossover 현상은 보틀넥으로 작용해 더 이상의 성능 증가는 어려운 상황입니다. 저는 액체연료의 장점인 보관 용이성, 물류 운반성 등과 함께 전기화학적 잠재력이 남다른 Hydrazine 및 Formate를 연료로서 연료전지 연구를 진행하고자 합니다. 위 연료전지의 촉매는 팔라듐과 백금을 사용하고 있습니다. 많은 양이 사용되기 때문에 가격적인 경쟁력을 내세우기는 아직 어렵습니다. 하지만 다방면의 연구가 선행되지 않았기 때문에 그 가능성은 더욱 크다 생각합니다. 저는 많은 잠재적인 발전 가능성을 가지고 있으며 새로운 연료전지를 제안함으로써 연료전지 시장을 열어 나가고 싶습니다.관심 연구를 확장해 나가며 공부해 나아가던 중 xxx교수님께서 관련 연구를 진행하고 있음을 확인 할 수 있었습니다. 제가 가진 목표와 포부를 이루어 내기 위하여 교수님과 함께 연구실 사람들과 함께 새로운 연료전지 시장을 개척해 나가는 연구자가 되고 싶습니다. 그 꿈을 실현하기 위해 xxx에 꼭 진학하고 싶습니다.[연구 경험]xxx 교수님 연구실에서 연료전지 연구를 진행 중에 있습니다. xxx를 이용한 액체연료전지, 수소연료전지 등을 연구하는 연구자가 되기 위하여 연구를 진행하는 프로토콜과 실험 기법등을 배우고 있습니다. 예를 들어, 촉매를 합성하는 방법과 MEA 제작, Half cell, Single cell 등 촉매의 전기화학적 성능 테스트를 위한 연구를 주로 진행하고 있습니다. 확실한 숙달은 아니지만 XPS, XRD등을 이용한 심화 분석 기법과 데이터 해석 등을 배우는 중에 있습니다. 연구 방향성을 제시할 만큼의 역량을 갖추지 못했기 때문에, 지금은 전기화학을 공부하며, 논문을 읽으며 트렌드를 읽는 등 앞으로의 연구 방향을 모색하고 있습니다.[전공과목 중 관심과목]전공과목 중 관심 과목은 물리화학, 반응공학, 전기화학입니다. 그 중 가장 재미있게 공부한 과목은 단연 물리화학입니다. 내부에너지, 엔탈피, 엔트로피 같이 기본적인 열역학 개념을 시작으로 깁스에너지, 헬름홀츠에너지, 퓨개시티 등 이를 응용한 다 차원 함수들 까지, 함수들의 의의와 법칙이 생겨나게 된 계기에 대해 학습하며 타 전공 과목들을 듣는데 역군이 되어주었다고 생각합니다. 또한, 물리화학 과목을 수강하는 동안 1등이라는 기쁨을 느낄 수 있었습니다. 물리화학은 연구자로 나아가기 위해 진학을 결심하게 된 계기들 중 하나입니다. 보다 많은 현상들을 물리화학적으로 해석하고 탐구하고 싶기 때문입니다.반응공학은 적절한 반응기 선정과 설계를 총괄하는 것이며 공정 설계에 있어 중심부가 되는 내용입니다. 보다 합리적이며 경제적인 반응 조작을 위해 반응속도와 전화율을 통해 반응기를 설계하는 과정은 매우 흥미로웠습니다. 각 화학반응은 다양한 종류의 파라미터를 포함하고 있습니다. 각 파라미터는 사용한 촉매 및 반응물의 특성에 따른 값을 가지며 다양한 식의 형태로 나타낼 수 있습니다. 이러한 식들을 포괄한 연구 결과들을 보며 반응속도를 세부적으로 탐색한 결과, 각 식에 따른 결과 값이 같은 조건일지라도 차이가 상당한 것을 확인할 수 있었습니다. 즉, 이론적인 접근의 중요성을 느낄 수 있었습니다.
