한영규 연구실
동국대학교(대학별) 에너지신소재공학과 한영규 교수
한영규 연구실(동국대학교 에너지신소재공학과)은 에너지·환경 문제 해결을 목표로 기능성 소재의 설계 원리를 제일원리 계산(DFT), 양자화학, (제일원리)분자동역학, 데이터 기반 스크리닝 등 계산과학을 중심으로 정립하고, 이를 실험적 검증 및 응용 디바이스 개발로 연결하는 연구를 수행합니다. 연구의 큰 축은 ‘원자/분자 수준에서 작동 원리를 이해한 뒤, 성능을 결정짓는 지표를 찾아 설계를 가속한다’는 접근입니다. 이 과정에서 전자구조, 흡착 자유에너지, 확산 장벽, 계면 반응 경로 등 근본 물성을 정량화하여 소재 개발의 시행착오를 줄이는 것을 핵심 가치로 둡니다. 첫 번째 핵심 연구 분야는 차세대 이차전지 전해질·계면(SEI/CEI) 및 고체전해질 설계입니다. 리튬금속전지와 고전압 리튬이온전지에서 전해질 분해와 계면층 형성이 수명·안전성·저항에 미치는 영향을 분자 수준에서 해석하고, 첨가제/용매/염 조합을 설계합니다. 또한 황화물계 아르지로다이트 고체전해질에서의 음이온 분리, 치환 도핑, Li 이동 경로 주변 전하 분포 변화가 이온전도도를 어떻게 향상시키는지 규명하여, 고체전지로의 확장 기반을 마련합니다. 이러한 전지 연구는 ‘초저가·장수명 비리튬계 이차전지’와 같은 국가 과제와도 연결되어 실제 응용성을 강화하고 있습니다. 두 번째 축은 수전해 및 대체 산화반응 기반 전기촉매 연구입니다. HER/OER 촉매의 활성과 내구성을 동시에 개선하기 위해, MoS2/WS2 같은 TMD, MXene, LDH, 탄화물/질화물 등의 소재를 활용한 결함공학·도핑·상전이·이종접합 설계를 수행합니다. in situ 분광 분석과 DFT 계산을 결합해 활성종 형성과 반응 경로를 검증하고, 고전류 밀도 조건에서 장시간 구동 가능한 전극 시스템을 지향합니다. 또한 머신러닝을 활용해 촉매 후보군을 빠르게 스크리닝하는 등, 계산-데이터 기반의 촉매 설계 가속화도 중요한 연구 흐름입니다. 세 번째로, 2D 나노소재 기반 센서 및 환경·식품 안전 모니터링 응용을 활발히 전개합니다. MXene/TMD/rGO 기반 이종접합 전극, 다공성 전기방사 섬유, 레이저 유도 그래핀 등 다양한 플랫폼을 활용하여 NH3, 아질산염, 중금속, 항생제와 같은 표적 물질을 선택적·초민감하게 검출하는 기술을 개발합니다. 습도 내성, 장기 안정성, 현장 시료 적용성(식품/수질)까지 고려한 디바이스 설계를 통해 실사용 관점의 성능을 확보하는 데 중점을 둡니다. 종합하면, 연구실은 전지·촉매·센서로 이어지는 에너지신소재 전 주기를 ‘계면/표면에서의 전자·이온·분자 거동’이라는 공통 질문으로 묶어 해석하고, 계산 기반 지표와 실험 검증을 결합해 고성능 소재를 설계합니다. 이러한 연구 방향은 고에너지 저장, 그린 수소 생산, 환경·식품 안전 등 사회적 요구가 큰 분야에서 실질적 성과로 연결될 수 있는 융합형 연구 역량을 형성하고 있습니다.
| 상태 | 출원연도 | 과제명 | 출원번호 | 상세정보 |
|---|---|---|---|---|
| - | 2002 | 새로운 전자 수송용 물질 및 이를 이용한 유기 발광 소자 | 02-3025 | - |
새로운 전자 수송용 물질 및 이를 이용한 유기 발광 소자
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