본 연구실은 전고체 리튬 이차전지의 핵심 요소인 복합 고체 전해질 및 전극 소재 개발에 중점을 두고 있습니다. 기존 액체 전해질 기반의 리튬 이차전지는 안전성, 내구성, 에너지 밀도 측면에서 한계가 존재하였으나, 고체 전해질을 적용함으로써 화재 및 누액 위험을 근본적으로 차단할 수 있습니다. 이를 위해 연구실에서는 NASICON, LLZO, LATP 등 다양한 무기 고체 전해질과 황화물계, 유리계, 복합계 고체 전해질의 합성 및 미세구조 제어, 이온전도도 향상 기술을 연구하고 있습니다. 특히, 복합 고체 전해질은 무기 고체 전해질과 고분자 또는 유리 전해질을 혼합하여 각각의 장점을 극대화하는 전략을 취하고 있습니다. 이를 통해 높은 이온전도도와 기계적 안정성, 전극과의 계면 저항 감소 등 실질적인 전지 성능 향상을 목표로 하고 있습니다. 또한, 전극과 전해질의 저온 동시 소결 공정, 표면 코팅 및 계면 안정화 기술 등 실용화에 필수적인 공정 기술도 함께 개발 중입니다. 이러한 연구는 전고체 배터리의 상용화에 필수적인 소재 신뢰성, 대면적화, 저비용 제조공정 등 다양한 난제를 해결하는 데 기여하고 있습니다. 연구실은 국내외 산학연 협력 및 정부과제 수행을 통해 차세대 에너지 저장장치의 핵심 원천기술 확보에 앞장서고 있습니다.

연구실은 초다공성 실리카 에어로겔 및 다양한 복합체의 합성, 구조 제어, 기능화 및 응용 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 실리카 에어로겔은 낮은 밀도, 높은 비표면적, 우수한 단열 특성 등으로 인해 에너지 절감, 환경 정화, 촉매, 전지, 센서 등 다양한 분야에서 각광받는 차세대 소재입니다. 본 연구실에서는 상압건조, 에멀전 중합, 표면 개질 등 다양한 합성법을 통해 구형, 중공, 표면개질 에어로겔을 개발하고, 나노복합체, 금속/에어로겔 하이브리드, 자성 나노복합체 등 기능성 복합체로 확장하고 있습니다. 특히, 실리카 에어로겔을 활용한 단열 블랭킷, 에너지 저장용 전극재, 촉매 담체, 수분 흡착 및 환경 정화 소재 등 실용화 연구에 집중하고 있습니다. 최근에는 은, 철 등 금속 나노입자를 에어로겔에 도입하여 촉매 활성 및 전기화학적 특성을 극대화하는 연구도 진행 중입니다. 또한, 에어로겔의 표면 개질을 통해 소수성, 친수성, 전기적 특성 등 다양한 기능을 부여하고, 3차원 구조 제어를 통한 대면적화 및 대량생산 기술도 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 에너지 효율 향상, 환경 오염 저감, 차세대 전지 및 촉매 개발 등 사회적 요구에 부응하는 혁신적 소재 기술로 평가받고 있습니다. 연구실은 국내외 특허 및 기술이전을 통해 산업적 파급효과를 높이고 있으며, 다양한 정부 및 기업 과제를 통해 실용화 기반을 강화하고 있습니다.