연구 영역

대표 연구 분야

연구실에서 최근에 진행되고 있는 관심 연구 분야

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고용량, 고출력 에너지 변환장치용 전극 소재 개발

재료화학연구실은 이차전지, 커패시터, 연료전지 등 고용량 및 고출력 에너지 변환장치에 적용 가능한 첨단 전극 소재의 개발에 주력하고 있습니다. 이러한 전극 소재는 에너지 저장 및 변환 효율을 극대화하기 위해 높은 전기화학적 활성도와 우수한 내구성을 동시에 갖추어야 하며, 이를 위해 다양한 금속 및 금속 산화물, 복합 나노구조체, 다공성 소재 등이 연구되고 있습니다. 특히, 연구실에서는 전기화학적 합성법을 활용하여 나노 및 메조 구조를 정밀하게 제어한 전극 소재를 제작하고, 그 구조적 특성이 전기화학적 성능에 미치는 영향을 체계적으로 분석합니다. 이를 통해 기존 상용 소재 대비 월등한 용량, 출력, 수명 특성을 확보하고자 하며, 실제 전지 시스템에 적용 가능한 수준의 대면적화 및 공정 최적화 연구도 병행하고 있습니다. 이러한 연구는 전기자동차, 에너지 저장장치(ESS), 차세대 모바일 기기 등 다양한 응용 분야에서 요구되는 고성능 에너지 소자의 핵심 기반 기술로 자리매김하고 있습니다. 연구실의 다수 논문과 특허, 산학협력 프로젝트를 통해 해당 분야에서 국내외적으로 높은 연구 경쟁력을 인정받고 있습니다.

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전기화학적 방법을 통한 기능성 전극 재료 합성 및 계면 반응 해석

재료화학연구실은 도금, 양극산화, 에칭 등 다양한 전기화학적 방법을 활용하여 기능성 전극 재료를 합성하고, 이 과정에서 발생하는 계면 반응 및 물질 이동 현상을 심도 있게 연구합니다. 전기화학적 합성법은 미세구조 제어가 용이하고, 다양한 조성 및 형태의 소재를 저온에서 경제적으로 제조할 수 있다는 장점이 있어 차세대 에너지 소재 개발에 매우 적합합니다. 연구실에서는 전기화학적 합성 과정에서 나타나는 계면 반응, 물질 이동, 전하 전달 메커니즘을 실험적·이론적으로 규명하고, 이를 바탕으로 소재의 구조적·화학적 특성을 정밀하게 제어합니다. 또한, 전기화학 임피던스 분광법(EIS), 전압-전류 곡선 분석, 전자현미경 및 분광분석 등 첨단 분석기법을 활용하여 전극/전해질 계면에서의 반응 특성과 열화 메커니즘을 규명합니다. 이러한 연구는 전극 소재의 성능 및 수명 향상뿐만 아니라, 전기화학 에너지 변환장치의 신뢰성 확보와 고효율화에 직접적으로 기여합니다. 더불어, 연구실은 이론적 모델링과 실험적 검증을 병행하여 전기화학 반응의 근본 원리를 밝히고, 이를 바탕으로 새로운 소재 설계 및 공정 개발에 앞장서고 있습니다.

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차세대 에너지 소자용 나노 및 유연성 소재 연구

재료화학연구실은 차세대 에너지 소자에 적용 가능한 나노 소재 및 유연성 소재 개발에도 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 나노 구조체는 표면적이 넓고, 전하 이동 경로가 짧아 에너지 저장 및 변환 효율을 극대화할 수 있으며, 유연성 소재는 웨어러블 디바이스, 플렉서블 전자기기 등 신시장 창출에 필수적인 요소입니다. 연구실에서는 전기화학적 방법을 이용한 나노 구조체(나노와이어, 나노포어, 다공성 박막 등) 합성, 계면 제어, 구조적 안정성 향상 기술을 개발하고 있습니다. 또한, 종이, 폴리머 등 유연한 기판 위에 전극 소재를 직접 제조하여 기계적 변형에도 안정적인 전기화학적 성능을 유지할 수 있는 플렉서블 에너지 소자 구현에 성공하였습니다. 이러한 연구는 기존의 경직된 에너지 소자 한계를 극복하고, 차세대 스마트폰, 웨어러블 헬스케어, IoT 기기 등 다양한 응용 분야로의 확장 가능성을 제시합니다. 실제로 연구실은 플렉서블 배터리 관련 특허 및 상용화 연구를 활발히 진행 중이며, 관련 논문과 산학협력 성과를 통해 국내외적으로 높은 평가를 받고 있습니다.