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신헌철 연구실
부산대학교 재료공학부
신헌철 교수
기본 정보
연구 분야
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논문
구성원

신헌철 연구실

부산대학교 재료공학부 신헌철 교수

신헌철 연구실은 부산대학교 재료공학부를 기반으로 전기화학 및 재료가공 기술을 활용한 이차전지 핵심소재, 전고체전지용 전해질·전극 계면, 유연·케이블형 배터리 구조, 다공성 및 하이브리드 기능성 소재를 중점적으로 연구하며, 고에너지밀도·고안전성 에너지저장소자의 실용화와 산업 적용을 목표로 소재 설계부터 제조공정, 구조 최적화, 전기화학 성능 분석까지 포괄적인 연구를 수행하고 있다.

대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
전고체·리튬 이차전지 소재 및 계면 공학 thumbnail
전고체·리튬 이차전지 소재 및 계면 공학
연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

30총합

5개년 연도별 피인용 수

1,697총합
주요 논문
3
논문 전체보기
1
article
|
인용수 0
·
2025
Electrochemically active area quantification in all-solid-state batteries through an integrated galvanostatic–impedance framework
Soyoung Joo, Heon‐Cheol Shin
IF 5.6
Electrochimica Acta
https://doi.org/10.1016/j.electacta.2025.147949
Electrolyte
Stack (abstract data type)
Cathode
Electrode
Diffusion
Composite number
Saturation (graph theory)
Capacity loss
Electrical contacts
2
article
|
hybrid
·
인용수 1
·
2025
Thermodynamic and electrokinetic perspectives of wet/dry photovoltaic cell and photo-electrochemical cathodic protection short-circuited cell
Heon‐Cheol Shin, Su‐Il Pyun
IF 5.7
ChemTexts
Abstract The present article deals with the working principles of regenerative wet photovoltaic cells compared to n-p-type junction dry photovoltaic cells and photo-electrochemical cathodic protection short-circuited cells from thermodynamic and electrokinetic aspects with a pedagogical motivation. Additionally, it introduces two hypothetical regenerative hydrogen/oxygen photovoltaic cells conceptually designed for the first time to our knowledge. Their working mechanisms are discussed in terms of the single shifts of the redox Fermi level to the flat band Fermi level, $$\left({E}_{\text{F},\text{ fb}}^{\text{n}}-{E}_{\text{F}}^{\text{redox}}\right)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mfenced> <mml:msubsup> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mtext>F</mml:mtext> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mtext>fb</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mtext>n</mml:mtext> </mml:msubsup> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mtext>F</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mtext>redox</mml:mtext> </mml:msubsup> </mml:mfenced> </mml:math> , in the negative potential direction and $$\left({E}_{\text{F},\text{ fb}}^{\text{p}}-{E}_{\text{F}}^{\text{redox}}\right)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mfenced> <mml:msubsup> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mtext>F</mml:mtext> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mtext>fb</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mtext>p</mml:mtext> </mml:msubsup> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mtext>F</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mtext>redox</mml:mtext> </mml:msubsup> </mml:mfenced> </mml:math> in the positive potential direction during illumination. These negative and positive single shifts are directly responsible for the generation of photo emf (electromotive force) and occurrence of both the negative inverse overvoltage, $${\eta }_{\text{h}}^{\text{n},\text{ l}}&lt;0$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>η</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mtext>h</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mtext>n</mml:mtext> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mtext>l</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>&lt;</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> , for photosensitized anodic oxidation by the valence band (VB) minority holes in the n-type anode and the positive inverse overvoltage, $${\eta }_{\text{e}}^{\text{p},\text{ l}}&gt;0$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>η</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mtext>e</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mtext>p</mml:mtext> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mtext>l</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>&gt;</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> , for photosensitized cathodic reduction by the conduction band (CB) minority electrons in the p-type cathode, respectively, on the energy band diagram as well as the photocurrent I vs voltage V polarization curve. The splitting of one unique equilibrium Fermi level $${E}_{\text{F}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mtext>F</mml:mtext> </mml:msub> </mml:math> , at which chemical potentials of majority and minority carriers overlap in the dark, has been detailed between the two quasi-Fermi levels of majority and minority carriers, $$\left({nE}_{\text{F}}-{pE}_{\text{F}}\right)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mfenced> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>nE</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mtext>F</mml:mtext> </mml:msub> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>pE</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mtext>F</mml:mtext> </mml:msub> </mml:mfenced> </mml:math> , which is a measure of the departure from thermodynamic equilibrium ( $$\left({nE}_{\text{F}}={pE}_{\text{F}}\right)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mfenced> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>nE</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mtext>F</mml:mtext> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>pE</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mtext>F</mml:mtext> </mml:msub> </mml:mfenced> </mml:math> at equilibrium), where the mass action law no longer applies. Both single shifts of the Fermi level during illumination are confirmed to be almost equal in value regarding the difference between the two quasi-Fermi levels, $$\left({nE}_{\text{F}}-{pE}_{\text{F}}\right)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"
https://doi.org/10.1007/s40828-025-00206-6
Electrokinetic phenomena
Cathodic protection
Photovoltaic system
Electrochemistry
Electrochemical cell
Materials science
Solar cell
Optoelectronics
Chemistry
Nanotechnology
3
article
|
인용수 24
·
2022
Design and mechanism study of multi-phase materials for cathodes in high-performance supercapacitors
Damin Lee, Young Joong Choi, Min Chang Kim, Hyejeong Ji, Heon‐Cheol Shin, Kwang Ho Kim
IF 9.8
Journal of Energy Storage
https://doi.org/10.1016/j.est.2022.104831
Materials science
Anode
Cathode
Electrode
Supercapacitor
Power density
Current density
Energy storage
Optoelectronics
Diode
정부 과제
9
과제 전체보기
1
2023년 3월-2026년 12월
|1,442,303,000
MLCB용 저온소결형 산화물계 고체전해질 대량 (5kg/batch) 합성 기술 개발
[최종목표]ㅇ 저온소결형 고 이온전도성의 산화물계 고체전해질 소재 개발 (이온전도도 : 1x10-5 S/cm 이상)ㅇ 산화물계 고체전해질 대량 (5kg/batch) 합성기술 개발ㅇ 고체전해질 분리막 극박화 (10㎛이하)를 위한 요소기술 개발ㅇ 전극(양, 음극) 시트의 계면저항 저감을 위한 고체전해질 요소기술 개발[1차년도 목표]ㅇ 산화물계 고체전해질 신...
전고체전지
산화물계 고체전해질
이온전도도
대량 합성
저온 소결
2
2022년 6월-2027년 3월
|652,304,000
이차전지 핵심소재 중견기업 특화 인력양성
[최종목표]미래 신성장 동력인 이차전지 산업분야 중견기업 경쟁력 확보를 위한 이차전지 핵심소재 특화 석○박사 전문인력 양성 및 산학협력을 통한 고용 연계 체계 구축[1차년도 목표]o 이차전지 핵심소재 인력양성을 위한 교육과정 설계 및 구축[2차년도 목표]o 이차전지 핵심소재 인력양성을 위한 교육과정 도입[3차년도 목표]o 이차전지 핵심소재 인력양성을 위한 ...
이차전지
에너지저장
전문인력 양성
산학협력
중견기업
3
주관|
2019년 8월-2026년 5월
|3,837,200,000
1분 내외의 초급속 충전 기능을 갖는 전기자동차용 고전압 전지 시스템 개발
본 과제는 20C 충전속도와 350Wh/kg 에너지밀도를 목표로 바이폴라 적층 전고체전지 및 모듈을 개발하는 연구임. 연구목표는 양극·음극·전해질·충전시스템 성능을 극대화하고 열적 거동과 열화해석을 최적화하는 데 있음. 핵심 연구내용은 양극 전극 균일성·단위셀 제조 기초, 고속 충전용 전지 진단, 실리콘 복합음극 특성평가, 복합 전해질막·계면 성능 향상, 소입경 양극소재 설계 및 전구체 제조, 극박 Li-less·탄소 기반 Li-less 음극 제조, 리튬 석출 제어 코팅층과 바인더 평가, kg급 스케일업임. 기대효과는 초급속 충전 전지 가능성 확인 및 고성능 전기차 구현, 보조금 절감·미세먼지·온실가스 감축, 대외의존도 최소화와 신시장 창출임.
초급속
충전
고전압
전지
1분
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2021대칭적으로 배열된 기준전극을 포함하는 전고체 전지, 이의 제조장치 및 이를 이용한 제조방법1020210187215
등록2020산소 및 이산화탄소 환원용 금속 촉매의 제조방법1020200136442
거절2020아연 공기 전지용 전해질1020200126334
전체 특허

대칭적으로 배열된 기준전극을 포함하는 전고체 전지, 이의 제조장치 및 이를 이용한 제조방법

상태
공개
출원연도
2021
출원번호
1020210187215

산소 및 이산화탄소 환원용 금속 촉매의 제조방법

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200136442

아연 공기 전지용 전해질

상태
거절
출원연도
2020
출원번호
1020200126334