2024

2023

[2023.06] AI로 계산하니…촉매 안정성 예측시간 수천시간서 불과 70초로 (한상수 박사, 김동훈 박사)

한국과학기술연구원(KIST)과 한국과학기술원(KAIST)이 공동으로 개발한 인공지능(AI) 기술은 수천 시간이 걸리던 나노입자 백금 촉매 안정성 예측을 단 70초만에 수행할 수 있게 했다. 이 기술은 '표면 푸베이 도표'를 빠르고 정확하게 구성하는 것에 중점을 두었다. 이 도표는 촉매에서의 안정성을 예측하는 데 활용되며, 수소이온 농도(pH)와 전압에 따라 달라지는 물질의 표면 구조를 보여준다. 이러한 도표를 얻기 위해서는 과거에는 수천 시간이 걸렸으나, 이번에 개발된 AI 기술은 단 몇 초만에 가능하며 오차도 크지 않다고 한다. 이 기술은 '결합 임베딩-결정 그래프 합성곱 신경망'(BE-CGCNN) 모델을 이용하여 촉매 표면에서 흡착 물질이 결합하는 에너지를 예측하는 방식으로 작동한다. 이를 통해 5㎚ 크기의 나노입자에 대한 안정성 예측에 기존 대비 50억분의 1 수준인 70초만 소요되었다. 이러한 기술은 백금뿐만 아니라 다양한 금속 및 합금 나노입자의 안정성을 예측하는 데 활용될 수 있으며, 신소재 촉매 개발에도 활용될 수 있다고 한다. 해당 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 발표되었다.

[2023.04] 유혁준 박사과정 학생, 대한금속 재료학회 2023년도 춘계학술대회에서 우수 구두 발표상 수상

계산과학연구센터 유혁준 박사과정 학생연구원 이 지난 2023년 4월 26-28일 제주도에서 개최된 대한금속 재료학회 2023년도 춘계학술대회에서 우수 구두 발표상을 수상하였습니다. 축하드립니다.

발표 제목: Chemistry understanding and discovery in bespoke nanoparticle synthesis via autonomous laboratory with early stopping

2022

[2022.10] 유혁준 박사과정 학생, 2022년도 ENGE 국제학술대회에서 우수 포스터 발표상 수상

계산과학연구센터 유혁준 박사과정 학생연구원이 지난 2022년 11월 6-9일 제주도에서 개최된 ENGE 2022 학회에서 우수 포스터 발표상을 수상하였습니다. 축하드립니다.

발표 제목: AI-robotics Based Bespoke Synthesis Planning of Ag Nanoparticle, Automation vs Autonomy

2021

[2021.05] 이홍우 박사과정 학생, 2021년도 추계 화학공학회에서 우수 구두 발표상 수상

계산과학연구센터 이홍우 박사과정 학생연구원 이 지난 2021년 10월 27-29일 광주에서 개최된 한국화학공학회 2021년도 가을 총회 및 국제학술대회에서 우수 구두 발표상을 수상하였습니다. 축하드립니다.

발표 제목: Three-in-One Strategy to Improve both Catalytic Activity and Selectivity for direct H2O2 synthesis: Nonconcentric Pd-Au Nanoparticles

[2021.05] KIST-버추얼랩, AI 기반 소재 개발 알고리즘 기술이전 (한상수 박사, 김동훈 박사)

클라우드 기반 소재 연구 서비스 기업 버추얼랩(대표 이민호)은 KIST(한국과학기술연구원·원장 윤석진)로부터 재료 흡착에너지 예측용 머신러닝 알고리즘 'SGCNN'에 대한 기술이전 계약을 체결했다고 26일 밝혔다.
이번 계약으로 버추얼랩은 SGCNN 프로그램 특허 기술(촉매의 활성도를 예측하는 방법 및 전자장치) 실시권을 이전받는다. 이르면 7월 중 소재 시뮬레이션 플랫폼 '맷스큐(Mat SQ, Materials Square)'에 탑재할 예정이다.
촉매 연구에 있어서 물질 표면 위의 흡착물 거동은 매우 중요하다. 이 때 흡착 에너지는 주로 제일원리계산이라는 방법론으로 계산되어 왔다. 그러나 이 경우 약 24시간 정도의 긴 시간이 소요되는 한계가 있었다.
버추얼랩은 KIST 한상수·김동훈 계산과학연구센터 박사팀이 개발한 머신러닝 알고리즘 기술이전을 맷스큐에 탑재하면 1분 이내에 재료 표면 분자들의 흡착에너지를 계산할 수 있을 것으로 보고 있다. 화학반응성 및 촉매 설계 등에도 활용 가능하다.
KIST 계산과학연구센터 출신으로 버추얼랩을 창업한 이민호 대표는 "기계 학습은 양질의 데이터와 그 특성을 잘 표현할 수 있도록 하는 엔지니어링이 무엇보다 중요하다"며 "앞으로도 많은 연구자들이 간편하게 쓸 수 있는 양질의 오픈 플랫폼 기술 이전을 위해 더욱 힘쓸 것"이라고 말했다.

[2021.05] 이홍우 박사과정 학생, KIST-고려대 학연과정 우수 장학생 선정

KIST 계산과학연구센터 이홍우 박사과정 학생이 KIST-고려대 학연과정 우수 장학생에 선정되었습니다. 많은 축하 드립니다.

[2021.01] 만능 산화제 과산화수소, 단순 공정으로 고효율 생산 

한국과학기술연구원(KIST)은 팔라듐(Pd) 촉매를 이용하여 과산화수소를 생산하는 기술을 개발했으나, 과산화수소(H2O2)보다 물(H2O)이 더 많이 생성되는 문제가 있었습니다. 이에 KIST-고려대학교 공동연구팀은 백금-금 합금 촉매를 개발하여 이 문제를 해결했습니다. 

이 촉매를 사용하면 95%까지 과산화수소 선택성을 높일 수 있으며, 물은 소량만 생산됩니다. 촉매는 상온과 상압에서도 효과적으로 작동하며, 구조적 안정성을 유지합니다. 또한, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 백금-금 합금계 나노입자의 결정 구조와 함량에 따른 과산화수소 생산 능력의 변화를 예측하는 메커니즘을 제시했습니다. 

이 기술은 친환경 과산화수소 생산 기술로 상용화를 대폭 앞당기는 데 기여하며, 촉매 소재 개발에 시간과 비용을 절약할 수 있는 점이 의의가 있습니다. 해당 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받았으며, 결과는 'Acta Materialia' 최신 호에 게재되었습니다.

2019

[2019.11] ICMS 2019

The 5th International Conference on Molecular Simulation (ICMS 2019) (Conference chair: Dr. Sang Soo Han) was successfully held in Jeju island, Korea, from Nov. 3rd to 6th, 2019.  In this conference, 440 participants from 22 countries were attended and there were 321 presentations.

2017

[2017.12] “수소차 상용화에 한발더”…수소저장장치 반응 원리 규명 

한국과학기술연구원(KIST)의 한상수 박사팀은 수소저장장치의 핵심인 수소 방출 온도를 낮추는 화학반응 원리를 밝혀냈다. 이 장치는 친환경 에너지인 수소에너지를 이용하기 위해 필수적이며, 장치 소재로 암모니아보레인(NH₃BH₃)이 뛰어나지만 작동온도가 200℃로 높은 단점이 있었다.

 이번 연구에서 연구진은 Fe(철)나 Mn(망간)과 같은 금속 원자가 암모니아보레인과 화학반응을 통해 수소 방출 반응을 용이하게 만든다는 것을 밝혀냈다. 이는 기존에는 탄소가 포함된 소재만이 이 반응을 하고 있다고 알려졌지만, 탄소가 없는 암모니아보레인과 같은 물질도 유사한 반응을 할 수 있음을 입증했다. 이번 연구는 화학반응 영역을 확장하며, 수소저장 물질의 촉매 반응 메커니즘을 규명해 더 우수한 성능을 갖는 소재 개발의 기반을 제시했다. 

해당 연구는 과학기술정보통신부 미래소재디스커버리사업의 지원을 받아 수행되었으며, 연구결과는 미국 국립과학원회보(PNAS)에 발표되었다.