김주훈 교수 연구실
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빛 유도 전기화학발광·화학발광 기반 공간시간 이미징

Light-guided Electrochemiluminescence/Chemiluminescence for Spatiotemporal Imaging

연구 내용

빛 주소지정(light-addressable) 반응 제어와 전기화학발광·화학발광 신호를 결합해 전극 및 촉매 표면의 공간시간 이질성을 재현·가시화하는 연구

본 연구는 hematite 전극 및 광전기화학/광촉매 시스템에서 국소 반응을 빛으로 선택적으로 유도하고, 전기화학발광(ECL) 또는 화학발광(CL) 발생을 광학 신호로 읽어내는 접근을 기반으로 합니다. 미리 전극을 전처리하지 않고도 빛 조사 패턴을 동적으로 변경하여 전기활성 영역을 매핑하며, 촉매 표면의 이질적 활성 분포를 공간적으로 해석하는 데 초점을 둡니다. 또한 전착 기반 표면 개질과 PEDOT, MnO2 등 기능층 형성 변수를 광유도 전기화학 반응과 연동해 제어하는 차별성을 보유합니다.

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연구 흐름

초기에는 전극 표면에서 일어나는 전기화학 반응을 발광 신호로 관찰하여 공간적 이질성을 해석할 수 있는 기반을 마련하는 방향으로 연구가 진행되었습니다. 이후에는 hematite가 광감응 전극으로서 국소 반응을 안정적으로 유도할 수 있음을 확인하고, DMD 기반의 빛 유도 방식으로 전기활성 영역을 공간시간 단위로 재구성하는 연구로 확장되었습니다. 2024년에는 ECL 기반 빛 유도 이미징의 성능을 검증하고, 2025년에는 레이저 패터닝된 전극 및 광유도 CL 현미경을 통해 photo-Fenton-type 활성의 입자 단위 이질성까지 다루는 흐름으로 심화되었습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

  • 광전기촉매 활성 맵핑
  • 전기화학 반응의 공간분포 시각화
  • 빛 패턴 기반 전극 기능화
  • 반응 이질성 진단 프로토콜
  • 전기화학-광학 동시 측정 플랫폼
  • 광전극 소재 공정 최적화
  • 수처리 반응의 실시간 모니터링
  • 촉매 표면 전착 제어
  • 광유도 센서 성능 검증
  • 에너지 전환용 ECL 탐침 응용

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