신뢰성공학은 기계 및 전자 시스템의 고장 가능성을 예측하고, 시스템의 수명을 연장하기 위한 핵심 연구 분야입니다. 김남수 연구실에서는 특히 전동화 차량 구동 전기모터와 같은 핵심 부품의 상태 진단 및 잔류수명 예측 기술 개발에 집중하고 있습니다. 이를 위해 다양한 센서 데이터를 활용한 상태 모니터링, 고장 진단, 그리고 잔류수명(RUL) 예측 알고리즘을 연구합니다. 연구실은 파티클 필터 기반의 예측 모델, 신호 분석, 가속 수명 시험 등 첨단 기법을 적용하여 실제 산업 현장에서 발생할 수 있는 다양한 스트레스 조건 하에서의 부품 열화 및 고장 메커니즘을 분석합니다. 또한, 데이터 기반의 예측뿐만 아니라, 물리 기반의 열화 모델을 결합하여 예측 정확도를 높이고 있습니다. 이러한 연구는 차량의 안전성과 신뢰성을 높이는 데 중요한 역할을 하며, 산업 현장에서의 적용 가능성을 높이고 있습니다. 이러한 신뢰성공학 연구는 스마트 차량 정비, 예지보전(PHM), 비접촉 센서 모듈 개발 등 다양한 프로젝트와 연계되어 진행되고 있습니다. 연구 결과는 실제 차량 및 산업용 모터 시스템에 적용되어, 예기치 못한 고장으로 인한 비용과 위험을 줄이고, 유지보수 효율성을 극대화하는 데 기여하고 있습니다.

김남수 연구실은 태양전지 모듈의 성능 및 수명 향상을 위한 다양한 신뢰성 및 열관리 기술을 연구합니다. 태양전지 모듈의 효율은 온도, 습도, 외부 환경 스트레스에 크게 영향을 받기 때문에, 연구실에서는 고방열 백시트 개발, 열화 모니터링 필름, 수분 투과 방지막 등 다양한 신소재 및 구조를 개발하고 있습니다. 특히, 태양전지 모듈의 열화 메커니즘을 규명하고, 실제 환경 조건에서의 수명 예측 방법론을 개발하는 데 중점을 두고 있습니다. 이를 위해 가속 수명 시험, 수분 투과 특성 평가, 열전달 해석, 그리고 다양한 환경 스트레스 하에서의 신뢰성 평가를 수행합니다. 또한, 태양전지 모듈의 경량화, 건물 일체형 태양전지(BIPV) 등 차세대 응용 분야에도 연구를 확장하고 있습니다. 이러한 연구는 에너지 변환 효율을 높이고, 장기적인 신뢰성을 확보함으로써, 재생에너지 산업의 경쟁력을 강화하는 데 기여하고 있습니다. 연구실의 기술은 실제 산업 현장에 적용되어, 태양광 발전 시스템의 유지보수 비용 절감과 친환경 에너지 확산에 중요한 역할을 하고 있습니다.

플렉서블 전자소자와 에너지 하베스팅 기술은 차세대 웨어러블 기기, 사물인터넷(IoT) 센서 등 다양한 응용 분야에서 각광받고 있습니다. 김남수 연구실은 유연 저항메모리, 플렉서블 박막 봉지재, 그리고 압전/열전 에너지 하베스터의 성능 및 신뢰성 평가를 위한 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 연구실에서는 플렉서블 기기의 신뢰성 확보를 위해, 박막 봉지막의 수분 투과 특성 평가, 열적/기계적 내구성 시험, 그리고 실제 동작 환경에서의 장기 신뢰성 평가를 진행합니다. 또한, 압전 및 열전 에너지 하베스터의 설계 최적화, 기계적 변형에 따른 에너지 변환 효율 분석, 그리고 자가 구동형 센서 네트워크를 위한 에너지 공급 기술을 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 플렉서블 전자소자의 상용화와 웨어러블, IoT 기기의 에너지 자립화에 핵심적인 역할을 하며, 미래 스마트 사회의 기반 기술로 자리매김하고 있습니다. 연구실의 성과는 국내외 학술지와 특허, 산업체 협력 프로젝트를 통해 실제 제품화 및 산업 현장에 적용되고 있습니다.