안주현 연구실은 차세대 이차전지의 핵심 소재와 시스템 개발에 중점을 두고 있습니다. 리튬-황 전지, 나트륨-황 전지, 리튬이온 및 나트륨이온 전지 등 다양한 전기화학 에너지 저장장치의 성능 향상을 위해 새로운 전극 소재, 전해질, 분리막, 바인더 등 다양한 구성 요소의 혁신적 설계와 합성 기술을 연구합니다. 특히, 고에너지밀도와 장수명, 안전성을 동시에 달성하기 위한 소재의 구조적·화학적 최적화에 집중하고 있습니다. 연구실에서는 전기화학적 특성이 우수한 금속 황화물, 전이금속 산화물, 나노복합체, 바이오매스 유래 탄소소재 등 다양한 신소재를 개발하고, 이를 전지의 음극 및 양극에 적용하여 고용량, 고출력, 장수명 특성을 구현하고 있습니다. 또한, 전지의 충·방전 과정에서 발생하는 부피 팽창, 전극의 분해, 전해질과의 계면 반응 등 실용화의 장애 요인을 극복하기 위한 다공성 구조 설계, 표면 개질, 이종소재 복합화 등 다각적인 접근을 시도하고 있습니다. 이러한 연구는 실험실 규모를 넘어 실제 대용량 에너지 저장시스템(ESS), 전기차, 웨어러블 디바이스 등 다양한 응용 분야로의 확장 가능성을 염두에 두고 진행되고 있습니다. 최근에는 고체전해질, 유연 전지, 친환경 바이오매스 기반 소재 등 미래 지향적 에너지 저장 기술의 상용화 기반을 마련하기 위한 연구도 활발히 이루어지고 있습니다.

리튬-황(Li-S) 및 나트륨-황(Na-S) 전지는 높은 이론적 에너지 밀도와 원재료의 풍부함, 친환경성 등으로 차세대 에너지 저장장치로 각광받고 있습니다. 그러나 황의 낮은 전기전도도, 다량의 용해성 폴리설파이드 생성에 따른 셔틀 효과, 전극의 부피 팽창 등으로 인해 상용화에 많은 한계가 존재합니다. 안주현 연구실은 이러한 문제를 해결하기 위해 복합 전극, 고분자 바인더, 다공성 탄소 매트릭스, 촉매성 소재 등 다양한 혁신적 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 바이오매스 유래 다공성 탄소, 전이금속 황화물/산화물, 금속-유기 골격체(MOF), 고분자 네트워크 바인더 등 다양한 소재를 활용하여 황의 고함량 적재, 폴리설파이드의 효과적 고정 및 촉매적 전환, 전극의 구조적 안정성 확보를 동시에 달성하고 있습니다. 또한, 수용성 3차원 고분자 바인더, 카르복실산/하이드록시기 기반 바인더 등 새로운 바인더 시스템을 개발하여 전극의 기계적 강도와 전기화학적 내구성을 크게 향상시키고 있습니다. 이러한 연구는 실제 고에너지밀도, 장수명, 고출력 특성을 갖는 리튬-황 및 나트륨-황 전지의 구현에 직접적으로 기여하고 있습니다. 더불어, 실용화에 필요한 대면적 전극 제조, 고황적재, 저전해질 조건 등 상업적 스케일로의 확장 연구도 병행하고 있으며, 관련 특허 및 기술이전, 산학협력 프로젝트를 통해 산업계와의 연계도 활발히 이루어지고 있습니다.