ALCHEM Lab

화학분자공학과
김병현

ALCHEM Lab은 한양대학교 ERICA캠퍼스에서 원자 수준 계산과학을 기반으로 한 고성능 에너지 소재 설계 및 개발을 선도하는 연구실입니다. 본 연구실은 전산화학, 분자동역학, 밀도범함수이론(DFT) 등 첨단 계산 방법론을 활용하여, 실험적으로 접근이 어려운 원자 및 분자 단위의 상호작용과 반응 메커니즘을 규명함으로써 혁신적인 소재 설계에 기여하고 있습니다. 특히, 그린 수소 생산, 연료전지, 이차전지, 고체전해질, 반도체 등 다양한 에너지 변환 및 저장 시스템에 적용 가능한 소재의 구조적·전자적 특성을 정밀하게 분석하고, 고활성·고내구성 촉매 및 전극 소재를 개발합니다. 전기화학 촉매의 활성점 구조 최적화, 배터리 소재의 이온 확산 경로 해석, 반도체 계면 특성 연구 등 다양한 주제를 다루며, 실험적 소재 개발과 긴밀히 연계하여 실질적인 문제 해결에 중점을 두고 있습니다. ALCHEM Lab은 밀도범함수이론 기반의 전자구조 해석, 머신러닝 기반 힘장 개발, 고속 시뮬레이션 기법 등 최신 계산과학 도구를 적극적으로 활용합니다. 이를 통해 수소 발생 반응(HER), 산소 발생 반응(OER), 전체 물 분해, 이산화탄소 전환, 암모니아 합성 등 다양한 전기화학 반응에서의 촉매 성능을 예측하고, 실험적 합성 및 평가와 연계하여 최적의 소재를 도출합니다. 또한, 차세대 이차전지, 고체전해질, 금속-공기전지 등 에너지 저장 시스템의 성능 및 안정성 향상을 위한 소재 연구와, 반도체 소재 및 공정의 원자 수준 해석을 통해 미래 에너지 및 정보통신 산업의 혁신을 지원합니다. 실리콘, 금속산화물, 2차원 소재 등 다양한 반도체 시스템에서의 계면 반응, 결함 제어, 박막 성장 메커니즘 등을 규명하며, 소자 성능 향상과 신뢰성 확보에 기여하고 있습니다. ALCHEM Lab은 계산과학과 실험을 융합한 다학제적 접근을 통해, 실질적 산업 응용이 가능한 첨단 소재 개발에 앞장서고 있습니다. 지속가능한 미래사회를 위한 에너지 및 환경 분야의 다양한 난제 해결에 기여하며, 차세대 소재 기술 혁신을 선도하는 연구실로 자리매김하고 있습니다.