Jun Ho Jang (장준호)

기본 정보

Jun Ho Jang (장준호)

한 줄 정의

CO₂ 전기화학 환원 연구의 핵심 기여자로, 2018년부터 현재까지 서울대학교에서 전기촉매 및 전기합성 분야의 다수 프로젝트를 주도한 박사 수준 연구원.

연구 기여 흐름

2019년 초반부터 나노소재의 크기 효과 및 광학 특성 연구로 기초를 다진 후, 2020년부터 분자 구리 복합체를 이용한 CO₂ 전기화학 환원에 집중하였다. 이후 2021년~2022년 기간에는 Sn 도핑 CuAg 박막, 산화 환원 중립 반응 등 금속 촉매계의 구조 최적화를 통해 에틸렌 및 카보네이트 합성의 선택성 향상을 이루었다. 2023년에는 CO₂ 환원과 짝을 이루는 전기합성 플랫폼으로 확장하여 포름알데히드 유도체 합성에 기여하는 등, 전기화학 변환의 응용 범위를 체계적으로 확대하였다.

Lab 내 역할

Corresponding author 기록이 없으며 18편의 논문에 참여한 것으로 보아 박사생 또는 박사후 연구원으로 활동한 것으로 판단된다. 주 팀이 CO₂(21편)로 집중되어 있고, 개별 프로젝트 주도보다는 CO₂ 전기화학 팀 내에서 촉매 설계 및 전기합성 방법론 개발의 중추 역할을 수행한 것으로 보인다.

연구 흐름 (정밀)

Jun Ho Jang은 2018년부터 2025년까지 남기태 연구실에서 CO₂ 전기화학 환원 및 전기합성(electrosynthesis) 방법론 개발의 중추적 역할을 수행한 박사급 연구원이다. 18편의 논문에 참여했으며, 그 중 21건이 CO₂ 팀으로 분류되어 있어 연구실 내 CO₂ 전환 플랫폼의 핵심 기여자임을 보여준다. Corresponding author 기록이 없는 점으로 보아 독립 PI보다는 팀 내 고급 연구원(senior researcher) 또는 박사후연구원으로서 촉매 설계, 전기화학 반응 메커니즘 규명, 그리고 redox-neutral 전략 구현의 실질적 실행자였을 것으로 추정된다. 특히 2024년 Nature Synthesis 논문(paper_238)에서 변지현이 자신의 세미나에서 "장준호 선배의 integrated electrochemical CCU"를 단량체 전략의 첫 단계로 인용한 점은, 그의 작업이 연구실 내 후속 세대의 개념적 토대로 기능하고 있음을 시사한다.

연구 진화: 합금 촉매에서 redox-neutral 통합 플랫폼으로

장준호의 연구 궤적은 2018년 Cu 이원 합금 촉매의 재료과학적 설계 원리 확립(paper_098, Advanced Materials)에서 출발한다. 이 초기 작업에서 그는 Cu 합금의 상 안정성(phase stability), 미세구조, 표면 산화물 형성 등 야금학적 인자가 전자구조만큼 중요하다는 통찰을 제시했으며, 이는 이후 Sn 도핑 CuAg 박막(paper_194, 2022) 연구로 이어져 격자 왜곡(lattice strain)을 통한 HER 선택적 억제 전략으로 구체화된다. 2019년에는 나노소재의 크기 효과 및 광학 특성 연구(paper_138)를 통해 기초 물리화학적 토대를 다졌으나, 2020년부터는 분자 Cu 복합체를 이용한 CO₂ 전기환원(paper_158, Small)에서 단핵-이핵 복합체 비교를 통해 C-C 커플링 메커니즘을 분자 수준에서 규명하는 등 촉매 활성종의 구조-기능 관계 해석으로 연구 초점이 이동한다. 2021년 Nature Energy 논문(paper_179)은 그의 커리어에서 전환점을 이룬다. CO₂→dimethyl carbonate(DMC) 합성에서 redox-neutral 전략을 최초로 구현했으며, CO₂RR과 Pd(0)/Pd(II), Br⁻/Br₂ 두 개의 용액상 산화환원 사이클을 직렬 연결하여 전자 중립성을 유지한 채 undivided 단일 셀에서 패러데이 효율 60%를 달성했다. 이 논문은 CO₂의 산화수를 변경하지 않음으로써 HER과의 경쟁을 피하는 새로운 설계 원리를 제시했고, 이후 그의 연구는 이 원리를 확장·응용하는 방향으로 전개된다.

2022년 양극 Lewis acid 생성 논문(paper_208)에서는 Ti⁴⁺ anodic dissolution과 BF₃ 현장 생성을 coupling하여 메틸 포르메이트를 합성했으며, 2023년 paired electrosynthesis(paper_223)에서는 음극 CO₂ 환원과 양극 메탄올 산화를 동시 활용하여 포름알데히드 유도체(dimethoxymethane, paraformaldehyde)를 합성함으로써 단일 전극 최대 효율을 초과하는 총 전류 효율을 실현했다. 이 일련의 작업은 전기화학 셀의 두 전극을 독립적 반응 사이트가 아닌 상호 보완적 합성 플랫폼으로 재정의하는 패러다임 전환을 보여준다. 2024년 Nature Synthesis 논문(paper_238, "Integrated electrochemical CCU")에서 이 전략은 정점에 도달한다. 그는 수소 생산(HER), CO₂ 포획(NaHCO₃ 형태), CO₂ 활용(에틸렌 카보네이트 합성)의 세 기능을 단일 undivided 셀에 통합했으며, succinimide가 양성자 공여체, CO₂ 포획제, 브롬 양이온 전달체, 에스터화 촉매의 복수 역할을 수행하는 5단계 캐스케이드 반응(RX1-RX5)을 설계했다. 이 논문은 기존 에틸렌 옥사이드 기반 상업 공정이 에틸렌 1몰당 0.35-0.5몰 CO₂를 배출하던 것을 극복하고, CO₂를 직접 원료로 활용하면서도 HER과 경쟁하지 않는 redox-neutral 경로를 실증했다.

Lab 내 좌표: CO₂ 환원 팀의 방법론 설계자

남기태 연구실 내에서 장준호는 이혜은(peptide 정밀 설계·생체모방 구조), 김령명(촉매 표면 엔지니어링·나노구조), 한정현(전기화학 메커니즘 규명·operando 분광) 등과 다른 층위에서 기능한다. 이혜은이 펩타이드 서열과 2차 구조로 촉매 미세환경을 조율한다면, 장준호는 전기화학 셀 전체를 반응 네트워크로 재구성한다. 그의 작업은 단일 전극 최적화를 넘어 양·음극 반응의 coupling, 용액상 산화환원 사이클의 직렬 연결, 그리고 다기능 유기 분자(succinimide, Pd 촉매, halide mediator)의 통합 설계를 특징으로 하며, 이는 연구실의 CO₂ 전환 연구가 촉매 재료과학에서 시스템 수준 합성 플랫폼으로 진화하는 데 핵심적 역할을 했다. 하인한이나 조남헌이 광촉매·바이오 하이브리드 시스템으로 에너지 변환 메커니즘을 탐구한다면, 장준호는 전기화학 셀의 물질·전하 흐름 자체를 재설계하여 새로운 합성 경로를 창출하는 방법론적 혁신가로 자리한다. 그의 2024년 Nature Synthesis 논문이 변지현의 단량체 전략 개념도에 인용된 것은, 그의 integrated electrochemical CCU 접근이 연구실 내 후속 연구자들에게 분자 수준 반응 설계의 출발점을 제공했음을 의미한다.

핵심 논문 5편

1. Nature Energy, 2021 (paper_179) — Redox-neutral electrochemical conversion of CO₂ to dimethyl carbonate
CO₂→DMC 전환에서 CO₂RR, Pd(0)/Pd(II), Br⁻/Br₂ 세 산화환원 반응을 직렬 연결하여 전자 중립성 유지. Undivided 셀에서 FE 60% 달성. Redox-neutral 전략의 첫 실증으로, 이후 모든 연구의 방법론적 기초가 됨.

2. Nature Synthesis, 2024 (paper_238) — Electrochemically initiated synthesis of ethylene carbonate from CO₂
수소 생산·CO₂ 포획·CO₂ 활용을 단일 셀에 통합한 최초 사례. Succinimide의 다기능 촉매/매개 역할, 5단계 캐스케이드 반응 설계. 변지현이 자신의 세미나에서 인용한 "integrated electrochemical CCU" 개념의 원전.

3. Small, 2020 (paper_158) — Electrocatalytic Reduction of CO₂ to Ethylene by Molecular Cu-Complex Immobilized on Graphitized Mesoporous Carbon
단핵 vs. 이핵 Cu-NTB 복합체 비교를 통해 두 개의 근접 Cu 중심이 C-C 커플링을 촉진함을 규명. 이핵 복합체 C₂H₄ FE ~69%, 단핵 ~37%. 분자 촉매의 구조-기능 관계 정밀 분석.

4. 2022 (paper_208) — Anodic Generation of Lewis Acid for the Electrochemical Synthesis of Methyl Formate from CO₂
Ti 양극의 anodic dissolution로 Ti⁴⁺ Lewis acid 현장 생성, BF₄⁻로부터 BF₃ 생성하여 에스터화 촉매로 활용. 메틸 포르메이트 FE 69%. 양극 반응을 합성 자원으로 전환한 초기 사례.

5. Advanced Materials, 2018 (paper_098) — Defining a Materials Database for the Design of Copper Binary Alloy Catalysts for Electrochemical CO₂ Conversion
Cu 이원 합금 촉매를 상태도 기반 재료 데이터베이스로 체계화. d-band center, 결합 모드, 상 분리, 표면 변형, 금속-산화물 계면의 5대 인자 제시. 초기 합금 촉매 설계의 재료과학적 토대.

핵심 협력자 및 외부 그룹

장준호의 논문 저자 목록에는 Jeong Eun Kim(C-N 결합 형성, paper_167·181), Jia Bin Yeo(paired electrosynthesis, paper_223·254), Mani Balamurugan(촉매 특성 분석, paper_158·167) 등이 반복 등장하며, 이들은 CO₂ 팀 내 긴밀한 협력 네트워크를 형성한 것으로 보인다. 특히 Jeong Eun Kim과는 옥살산-질산염 기반 글리신 합성(paper_181) 등 C-N 결합 형성 프로젝트에서 지속적으로 공동 작업했다. 외부 협력으로는 중국 연구진과의 Sn 도핑 CuAg 연구(paper_194, corresponding: Zhongxiao Song, Yaqiong Su)가 있으며, 이는 합금 촉매 연구의 국제적 확장을 보여준다. 그러나 대부분의 작업은 남기태 연구실 내부에서 이루어졌으며, 그의 역할은 lab 내 CO₂ 전환 방법론의 중심축이었던 것으로 판단된다.

향후 예측

장준호의 현재 소속이 Seoul National University로 기재되어 있고 2025년까지 논문 활동이 확인되므로, 박사 학위 취득 후 박사후연구원으로 활동 중이거나 학위 과정을 마무리하는 단계일 가능성이 높다. 그의 연구 궤적으로 볼 때, 향후 방향은 (1) integrated electrochemical CCU 플랫폼의 다른 고부가가치 화합물로의 확장(예: 아미노산, 카보네이트 폴리머 전구체), (2) redox-neutral 전략과 펩타이드 기반 촉매의 융합(이혜은 그룹과의 협력 가능성), (3) 다기능 유기 매개체(succinimide 유사 분자)의 라이브러리 구축을 통한 합성 경로 다양화 등으로 추정된다. 2024년 Nature Synthesis 논문의 기술경제분석(TEA) 및 생애주기평가(LCA) 포함은 그의 연구가 실험실 수준을 넘어 상업적 타당성을 고려하는 단계로 진입했음을 시사하며, 향후 산업 파트너와의 협력 또는 spin-off 기술 개발로 이어질 가능성도 배제할 수 없다. 변지현 등 후속 세대가 그의 통합 CCU 개념을 단량체 전략의 토대로 삼고 있는 점은, 그의

참여 논문

총 18편

관련 노트

• 변지현이 본인 세미나(2026-05-18)에서 장준호 선배의 "Integrated electrochemical CCU" (Nature Synthesis 2024, paper_238)를 자신의 single-monomer 전략의 1st step으로 인용: Jihyeon_Byun.md, 발표 노트
• 함께 활동하는 인물: Young_In_Jo.md, Jeong_Eun_Kim.md