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SW기초교육모델, ‘대학교육혁신 우수사례 공모전’ 수상

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SW기초교육모델, ‘대학교육혁신 우수사례 공모전’ 수상

우리 학교가 한국정보과학회가 주관한 ‘대학 교육 혁신 우수사례 공모전’에서 우수상을 받았다. 한국정보과학회는 국내 대학 컴퓨터 전공 교과목의 우수사례를 공유하고, 혁신적 아이디어와 교육 경험을 발굴·확산하기 위해 공모전을 추진하고 있다. 한국정보과학회·한국과학창의재단·지능소프트웨어교육연구소가 주최하고 한국정보과학회 교육위원회가 주관한 ‘대학 교육 혁신 우수사례 공모전’은 교육·강의와 학사제도 및 교육 모델 분야에서 우수사례를 공모했다. 우수상(한국정보과학회장상)을 받은 우리 학교의 소프트웨어 기초교육모델은 ▲컴퓨팅 사고 ▲프로그래밍 ▲데이터 분석 ▲인공지능의 네 가지 영역으로, 학교는 각 학문 분야에 특화된 교육을 제공하고 있다. 아주대는 지난 2015년 소프트웨어중심대학사업에 선정된 이후, 약 9년 동안 전교생을 대상으로 소프트웨어 기초교육을 시행 해오고 있다. 특히 데이터 분석 분야에서는 문제 정의 → 데이터 준비 → 데이터 탐색 → 데이터 분석 → 결과 적용의 단계로 교과목 운영을 체계화하고, 통계청 데이터를 기반으로 교수자의 밀착 지도를 받아 학생들이 개인별 데이터 분석 프로젝트를 수행하도록 한다. 또한 아주대 학습관리시스템인 아주Bb 내에 ‘데이터 분석 학습 커뮤니티’를 구축해 학생들과 교수자가 자유롭게 질문하고 답할 수 있는 자율적인 학습 환경을 조성했다. 더불어 학교는 2019년부터 매년 1회 <아주 소프트콘(Ajou SoftCon)>행사를 개최해 소프트웨어 분야 기초 교과목에서의 다양한 우수 성과를 공유하고, 시상해왔다. 탄탄한 소프트웨어 기초 교육을 통해 아주대 학생들은 통계 분석력과 정보기술 및 소프트웨어 사용 역량에서 우수한 성과를 보이고 있다. 매년 실시되는 전국 학부교육실태조사( Korea-National Survey of Student Engagement, K-NSSE)의 해당 부문에서 높은 성적을 이어온 것. 아주대 강경란 소프트웨어중심대학 사업단장은 "소프트웨어 기초교육에 최선의 노력을 다해 주시는 기초교육 전담 교수님들께 깊이 감사드린다“며 ”소프트웨어 및 인공지능 기술의 빠른 변화에 대응해 각 학문 분야에서 유용한 교육이 될 수 있도록 지속적으로 노력해 나갈 것“이라고 전했다. * 위 사진 - 수상을 기념해 한자리에 모인 아주대 교수진
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문화콘텐츠 박재연 교수, 미술 문화 확산 기여.. 문화체육관광부장관 표창

우리 학교 문화콘텐츠학과 박재연 교수가 미술 문화 확산과 지역 미술 진흥에 기여한 공로를 인정받아 문화체육관광부장관 표창을 받았다. 박재연 교수는 꾸준히 공립 미술관과 관련한 학술·지원 활동을 해왔다. 또한, 사립박물관·미술관 평가인증 연구와 국고지원사업 현장평가위원 활동에 참여하며 이상적인 미술관 생태계 조성에 힘을 보태왔다. 특히 지난 2022년부터 2년간 국립현대미술관 미술은행 운영위원 활동을 통해 작품 심사 기준과 운영 계획 수립 등 미술은행 운영에 필요한 주요 사항의 심의·의결에 참여, 우수한 작품 수집과 미술은행 운영 방향 설정 등을 위해 노력해왔다. ‘국립 프랑스 조형예술센터 운영 법제의 역사적 흐름에 관한 연구’를 수행, <박물관학보>에 학술논문도 발표했다. 박 교수는 마트 미술관, 관람객 서비스, 디지털 수장고 등 미술관 고도화와 관련된 다양한 연구 결과를 학회와 전문가 간담회, 미술관 대회, 주제 포럼 등을 통해 공유하려는 노력도 펼쳐왔다. 지난 2020년 2학기부터 아주대 강단에 서 온 박재연 교수는 ▲서양미술사 ▲박물관학 ▲전시학 등을 연구하고 있다. 박 교수는 지난 해에도 미술 분야 업무 유공자로 선정되어, 문화체육관광부장관 표창을 받은 바 있다.
황종국 교수팀, 폐배터리 리튬 회수 기술개발.. 환경·안전 문제 해결 기대

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황종국 교수팀, 폐배터리 리튬 회수 기술개발.. 환경·안전 문제 해결 기대

우리 학교 황종국 교수팀이 폐배터리에서 고가의 금속을 선택적으로 회수할 수 있는 고성능 리튬 이온 교환막을 개발하는 데 성공했다. 전기차 시장의 확대로 폐배터리 처리와 회수를 위한 기술의 개발이 시급히 요구되는 가운데, 친환경·저비용의 폐배터리 자원화 방안 마련에 기여할 수 있을 전망이다. 황종국 아주대 교수(화학공학과) 연구팀은 국립공주대 김춘수 교수(환경공학과) 연구팀과 함께 폐배터리로부터 유가금속인 리튬 이온을 선택적으로 회수할 수 있는 고성능 리튬 이온 교환막을 개발했다고 밝혔다. 해당 연구 내용은 ‘산화그래핀-무기물 나노입자 복합막을 활용한 전기화학적 리튬 회수(Swelling-resistant graphene oxide membranes reinforced by heteroatomic inorganic dots for electrochemical lithium recovery from aqueous solution)’라는 제목으로 국제 저명 학술지 <디셀리네이션(Desalination)> 12월호에 게재됐다. 이번 연구에는 아주대 황종국 교수(화학공학과)와 국립공주대 김춘수 교수(환경공학과)가 공동 교신저자로 참여했고, 김태남 아주대 박사과정생·김현진 국립공주대 박사과정생이 공동 제1저자로 함께 했다. 대표적 2차 전지인 리튬 이온 배터리(Lithium-ion battery)는 스마트폰이나 태블릿, 노트북, 웨어러블 디바이스 뿐 아니라 전기차나 하이브리드차 등에 폭넓게 사용되고 있다. 특히 최근 전기차 시장이 확대되면서 리튬 이온 배터리 폐기물의 대량 발생이 예견된 가운데, 이를 친환경적이고 안전한 방식으로 처리할 수 있는 다양한 방안 그리고 배터리의 양극재에 포함된 리튬 자원을 회수할 수 있는 폐기물 자원화 기술의 개발이 요구되고 있다. 현재 폐배터리 재활용에 사용되는 기술은 습식제련법 습식제련법(hydrometallurgy)으로, 주로 고가의 NCM(니켈-코발트-망간) 배터리에 초점이 맞춰져 있다. 이는 NCM 배터리에서 리튬, 니켈, 코발트, 망간을 회수해 재사용할 수 있어 경제성이 높기 때문이다. 반면 저렴한 LFP(리튬-인산-철) 배터리의 경우 리튬 외 자원의 효용 가치가 낮기 때문에, 재활용 비용 대비 편익 역시 낮다. 이에 그동안 관련 연구가 폭넓게 이루어지지 못했다. 그러나 앞으로 보급형 LFP 배터리의 시장 점유율이 급격하게 증가할 것으로 예상됨에 따라, LFP 폐배터리 재활용에 대한 대책이 마련되지 않는다면 향후 5~10년 안에 심각한 환경 문제를 일으킬 수 있다. LFP 폐배터리의 처리 및 자원화 기술 개발이 시급한 이유다. 최근 폐배터리에서 리튬 이온을 선택적으로 분리 및 회수하기 위한 방법으로, 전기화학적 막 분리 방법(electro-membrane separation process)이 주목받고 있다. 이는 전기화학적 힘을 이용하는 분리 기술로, 주로 염호(소금호수, brine)로부터 리튬 이온을 추출하는데 이용되어 왔다. 이 기술은 폐배터리 재활용에 사용되는 기존의 제련 공정에 비해 설치와 운영에 들어가는 비용이 상대적으로 낮고, 목표 이온만을 고농도로 농축·회수할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 이 공정에서 핵심적인 요소 중 하나는 이온교환막으로, 이온교환막의 성능에 따라 리튬 회수의 속도와 순도가 결정된다. 그러나 현재 이온교환막으로 활용되는 고분자막은 리튬 회수 속도가 현저히 낮다. 또한, 폐배터리 양극재에 포함된 니켈, 철 등 다가이온의 고분자막 통과를 효과적으로 차단하지 못해 리튬의 순도를 크게 저하시킨다. 폐배터리 침출액은 강한 산성을 띠고 있어, 장기간 운전 시 고분자막이 산화되어 분해되는 안정성 문제도 발생하고 있다. 이에 아주대 연구팀은 배터리에서 리튬이온만을 선택적으로 분리하기 위해 리튬이온의 수화이온 수화이온 크기(0.76 나노미터)보다는 크고, 다른 다가이온의 통과는 억제할 수 있는 이온 투과 채널을 개발했다. 아주대-국립공주대 공동 연구팀이 개발한 안정성 높은 고성능 산화 그래핀 이온 교환막의 구조에 대한 그림. 폐배터리의 자원화를 통해 고가의 리튬 이온을 회수하고, 환경 문제 해결에 기여할 수 있을 전망이다. 연구팀은 흑연 유래 산화 그래핀 막이 약 1나노미터 상당의 이온 투과 채널과 우수한 내화학성을 갖추고 있음에도 불구하고, 물에서의 수화현상으로 인해 활용이 크게 제한되어왔다는 점에 주목했다. 연구팀은 정전기적 인력을 이용하여 산화 그래핀 층 사이에 실리카-알루미나(aluminosilicate) 나노입자 가교제를 도입하는 HARD(heteroatom-reinforced dot) 전략을 개발했다. 실리카-알루미나 나노입자는 산화 그래핀 층간을 전기적으로 중화해 0.1나노미터 수준에서 이온 투과 채널의 크기를 정밀하게 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 이온교환막의 구조적 안정성을 크게 향상시킨다. 그 결과 기존 이온교환막 대비 월등하게 향상된 안정성과 리튬 이온 선택도를 가지는 산화그래핀-나노입자 복합막을 제조할 수 있었다. 아주대 연구팀은 직접 개발한 안정성 높은 고성능 산화 그래핀 이온 교환막을 공주대 연구팀이 설계한 친환경 연속 전기투석 시스템에 적용해, LFP 폐배터리 침출액으로 리튬 회수 실험을 진행했다. 공동 연구팀은 이를 통해 기존에 보고된 전기화학적 리튬 회수 공정 대비 65%의 에너지로, 약 4배 향상된 리튬 회수 속도와 95%의 리튬 순도를 달성했다. 황종국 아주대 교수는 “이번 연구로 고성능 산화그래핀-나노입자 복합막을 개발할 수 있는 원천기술을 확보했다는 게 큰 의미”라며 “0.1 나노미터 수준에서 채널 크기의 조절이 가능해 이온 분리뿐 아니라 수소 가스 정제, 리튬-황 전지 분리막 등 다양한 분리 공정에 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다. 황 교수는 “이번 연구는 아주대 화학공학과와 국립공주대 환경공학과의 공동 연구 성과물로, 서로 다른 분야의 협업을 통해 폐배터리 자원화 기술을 다각도로 분석한 결과”라며 “앞으로 복합막의 대면적 양산 방안에 대한 후속 연구가 필요하다”라고 덧붙였다. 이번 연구는 교육부의 대학기초연구소사업(G-LAMP, Global-Learning & Academic research institution for Master’s·PhD students, and Postdocs), 한국연구재단의 우수신진연구사업, 교육부의 수소인력양성사업(H2KOREA)의 지원을 받아 수행됐다. * 위 그림 - 아주대 공동 연구팀의 연구 성과를 설명하는 이미지. 흑연 유래 산화그래핀과 무기질 나노입자를 복합화해(그림 왼쪽), 전기화학적 리튬 이온 회수 공정에 이온교환막으로 적용했다(그림 중간, 오른쪽)