- 국제 저명 학술지 ‘Chemical Engineering Journal’에 

이차원 소재를 적용한 마찰대전 발전장치 연구 동향 리뷰

▲사진설명, (왼쪽부터) 조성운 교수와 Shenawar Ali Khan 박사

국립순천대학교(총장 이병운)는 첨단신소재공학과 조성운 교수(교신저자)와 Shenawar Ali Khan 박사후 연구원(제1저자)이 공동 집필한 리뷰 논문이 국제 저명학술지 『Chemical Engineering Journal』(SCIE, 영향력 지수 IF 13.4)에 5월 26일 온라인판으로 게재됐다고 밝혔다.

게재된 논문 제목은 「이차원 소재 기반 마찰대전 발전소자를 위한 전자 수용층 기술 동향: 소재 개질과 설계 구조의 진화(Advances in Tribonegative Layer for 2D Material-Based Triboelectric Nanogenerators)」로, 마찰을 이용해 전기를 생성하는 마찰대전 발전소자(TENG)의 최신 기술 동향을 종합적으로 정리·분석한 점에서 주목받았다.

마찰대전 발전소자(TENG)는 두 종류의 서로 다른 재료가 닿았다가 떨어질 때 발생하는 마찰전기와 정전기 유도 현상을 활용해, 일상에서 발생하는 작은 움직임을 전기에너지로 바꾸는 친환경 발전 장치다. 배터리 없이도 전력을 공급할 수 있어, 웨어러블 기기나 사물인터넷(IoT) 센서 등 다양한 분야에서 활용 가능성이 높다.

하지만 기존에 마찰대전 발전소자로 사용되던 고분자 기반 소재는 내구성이 낮고, 전기 저장 성능이 부족하다는 한계가 있었다. 이에 연구팀은 그래핀, 이황화몰리브덴(MoS2), 멕신(MXene), 흑린(Black Phosphorus) 등 이차원 소재(2D materials)를 대안으로 제시하고, 각 소재의 특성과 적용 사례를 비교 분석했다.

[그림] Chemical Engineering Journal, 2025, https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.163854

특히 이번 논문은 SWOT 분석을 통해 이차원 소재 기반 TENG 기술의 강점, 약점, 기회, 위협 요소를 종합적으로 정리하고, 향후 기술 발전 방향까지 제시해 더욱 주목을 받았다.

조성운 교수는 “이차원 소재는 원자처럼 얇고 가벼울 뿐만 아니라, 마찰대전 장치의 성능과 내구성을 향상시키는 데 탁월한 특성을 보여 앞으로 마찰대전 소자 분야에서의 활용이 크게 주목받고 있다”라고 설명했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단의 ‘지역대학우수과학자 사업’의 지원을 받아 수행되었다. 관련하여 조성운 교수는 “청정에너지 기술을 선도하는 연구와 함께, 지역 인재 양성에도 지속해서 힘쓰겠다”라고 밝혔다.

SCNU Professor Publishes Review Article on 2D Material-Based Triboelectric Nanogenerators in Prestigious International Journal

Sunchon National University (President Lee Byung-woon) announced that Professor Seongwoon Cho from the Department of Advanced Materials Engineering (corresponding author) and postdoctoral researcher Shenawar Ali Khan (first author) have co-authored a review article published in the Chemical Engineering Journal (SCIE, Impact Factor 13.4) on May 26.

The article, titled “Advances in Tribonegative Layer for 2D Material-Based Triboelectric Nanogenerators: Material Modifications and Architectural Designs,” provides a comprehensive overview of the latest technologies in triboelectric nanogenerators (TENGs), which generate electricity through friction. TENGs are eco-friendly energy harvesting devices that convert small mechanical movements from daily life into electrical energy by utilizing the triboelectric effect and electrostatic induction occurring when two different materials come into and out of contact. As they can function without batteries, TENGs are increasingly attracting attention for applications in wearable devices and IoT sensors.

However, conventional TENGs using polymer-based materials face limitations in durability and charge retention. In response, the research team examined the potential of two-dimensional (2D) materials?such as graphene, molybdenum disulfide (MoS₂), MXene, and black phosphorus?as alternatives. The article compares the properties and applications of each material and highlights their advantages in overcoming current technical constraints.

Notably, the study employs a SWOT analysis to comprehensively assess the strengths, weaknesses, opportunities, and threats of TENG technologies based on 2D materials, offering insight into future directions for high-performance, durable, and sustainable energy devices.

Professor Cho stated, “2D materials, with their atomic-scale thinness, lightweight structure, and excellent properties, show great potential in improving both the performance and durability of TENGs. Their role in the field is expected to grow significantly.”

This research was supported by the National Research Foundation of Korea under the “Outstanding Scientists in Regional Universities” program. Professor Cho added, “We will continue to lead research in clean energy technologies while also fostering talent in the region.”