본 과제는 전기 신호로 분자의 전자 성질을 조절해 올레핀 수소화 촉매반응을 더 쉽게 만들려는 연구임. 연구 목표는 산화환원 비결백성을 전기적 유도 효과로 강화해 활성화에너지를 낮춘다는 개념을 제일원리 양자화학 계산으로 밝히고 친환경 올레핀 수소화 촉매를 개발하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 Electro-Inductive Effect를 전압으로 조절하며, 비정수 전자(Fractional Electron)가 경계 분자 오비탈에서 움직인다는 이해를 Redox Non-Innocent Ligand에 적용함. 음전압을 걸어 LUMO에 비정수 전자를 추가 주입하면 수소 활성화 단계에서 결합을 끊는 데 유리해 저온 반응 진행이 가능함. 또 실험 결과를 정량 재현하는 FC-DFT 기반 계산법을 발전시켜 가설 검증 및 공동연구로 촉매 개발을 목표로 함. 기대 효과는 전기적 유도 효과와 비결백성 배위물 결합으로 작용기 한계 완화 및 촉매 재생성 문제까지 전압 조절로 해결 가능하다는 점에서, 귀금속 의존을 낮추고(팔라듐·백금·로듐·루테늄) 넓은 표면적의 불균일계 장점과 경제성의 균일계 장점을 함께 활용하는 친환경 수소화 구현임.

본 과제는 용액에 기체를 많이 녹이고, 어떤 기체인지 골라 담을 수 있는 미세다공성 액체 물질을 합성해 기체 운반·저장·관리의 한계를 해결하는 연구임. 연구 목표는 높은 기체 용해도와 기체 선택성을 갖는 물질을 개발하고, 이차전지·수소 등 지속가능한 에너지와 첨단 바이오 분야의 시공간 효율성·수율을 높일 원천기술 확보임. 핵심 연구내용은 밀도 범함수 이론 기반 리간드 스크리닝으로 광화학적 가교 가능한 금속유기구조체를 디자인하고, 광 반응으로 가교화해 영구적인 미세기공을 구축한 뒤 X-선, 고체상 핵자기공명, 동적 빛 산란, 접촉각, 분자동역학·열역학 분석으로 메커니즘과 용액상 기체 흡/탈착 거동을 규명하는 과정임. 기대효과는 용액상 기체 흡/탈착 측정 기술과 질소·산소·이산화탄소·일산화탄소 등 데이터 라이브러리 구축 및 응용 맞춤형 기체 저장/관리 물질 개발로 공정 부작용 최소화에 기여함.