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최우혁 연구실
인하대학교 고분자공학과
최우혁 교수
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최우혁 연구실

인하대학교 고분자공학과 최우혁 교수

최우혁 연구실은 고분자 구조·물성 제어를 기반으로 리튬 금속 배터리와 슈퍼커패시터용 고체·겔·엘라스토머 전해질, 단일이온 전도성 고분자, 유연 에너지 저장 소재를 개발하며, 동시에 친환경 고분자와 자원순환형 전자재료, 미세플라스틱 전주기 제어까지 아우르는 지속가능 고분자 소재 연구를 수행하고 있다.

대표 연구 분야
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고분자 전해질 기반 리튬 금속 배터리 thumbnail
고분자 전해질 기반 리튬 금속 배터리
주요 논문
3
논문 전체보기
1
article
|
hybrid
·
인용수 10
·
2025
Dynamic Networks via Polymerizable Deep Eutectic Monomers for Uniform Li<sup>+</sup> Transport at Interfaces in Lithium Metal Batteries
Susung Yun, Seonho Kim, Puji Lestari Handayani, Sungyeb Jung, Jae Hyun Park, U Hyeok Choi
IF 19
Advanced Functional Materials
Abstract Solid polymer electrolytes (SPEs) offer an appealing alternative to volatile and flammable organic liquid electrolytes for high‐energy lithium metal batteries (LMBs). Despite their potential, two key challenges, insufficient ionic conductivity and inadequate interfacial performance, continue to hinder practical development. Here, the promising potential of a single‐ion conducting gel polymer electrolyte (SIGPE) derived from a polymerizable deep eutectic monomer (PDEM) is demonstrated. This structure forms dynamic nanophases with a high‐dielectric‐constant dielectricizer through Li + ‐bridged molecular self‐association within a flexible polymer matrix. This design regulates ion pathways to enable rapid Li + conduction, effectively preventing interfacial polarization and promoting ion dissociation, while also exhibiting viscoelastic properties that strengthen interface stability. The resultant SIGPE exhibits a high oxidation voltage of 5.0 V and a near‐unity transference number of 0.86. In the LFP|SIGPE|Li full cell, the formation of an inorganic‐rich SEI layer, driven by hetero species (Li 2 O/LiF), enables a high discharge capacity of 131.9 mAh g −1 at 1 C and stable cycling performance, with 71.9% capacity retention and 99.5% coulombic efficiency after 400 cycles at 1 C and 30 °C. These findings underscore the potential of PDEM‐based SIGPE to enhance performance, safety, and sustainability in LMBs, paving the way for practical use in high‐energy storage systems.
https://doi.org/10.1002/adfm.202500232
Materials science
Eutectic system
Lithium (medication)
Monomer
Lithium metal
Metal
Nanotechnology
Chemical engineering
Polymer
Battery (electricity)
2
article
|
bronze
·
인용수 6
·
2025
Ion‐Anchoring Dipole‐Integrated Composite Elastomer Electrolyte and Cathode for High‐Performance Lithium Metal Batteries via Multiple‐Bridge Engineering
Ayoung Cho, Ji Hyang Je, U Hyeok Choi
IF 26
Advanced Energy Materials
Abstract Solid‐state electrolytes (SSEs) hold significant potential for advancing lithium metal batteries (LMBs) by enhancing safety through the replacement of liquid electrolytes. However, challenges such as low ionic conductivity, limited electrochemical stability, and poor electrolyte/electrode interface compatibility hinder the development of high‐energy‐density LMBs. Herein, a strategy for designing SSEs is proposed using multiple‐bridge engineered composite elastomer electrolytes (CEEs) that incorporate ion‐rotating dipole interactions, ion‐anchoring dipole interactions, and hydrogen bonding, along with a CEE‐based composite elastomer cathode (CEC). This design combines a volume‐adaptive elastomer matrix, a high‐Li + conducting deep eutectic electrolyte, and robust nanowires. The resultant CEE exhibits high ionic conductivity (1.7 × 10 −3 S cm −1 ), a lithium transference number of 0.72, and a wide electrochemical stability window (up to 4.9 V) at 298 K. The engineered uniform Li + flux also promotes stable Li plating/stripping for over 900 h at 0.1 mA cm −2 . Furthermore, the LFP‐based CEC|CEE|Li full cells deliver a reversible capacity of 133 mAh g −1 with 95% retention after 300 cycles in coin cells, and 129 mAh g −1 with 96% retention after 250 cycles in pouch cells at 1 C. This strategy presents a promising approach for designing solid‐state polymer electrolytes to extend the lifespan of high‐energy‐density LMBs.
https://doi.org/10.1002/aenm.202405312
Materials science
Anchoring
Electrolyte
Cathode
Lithium (medication)
Lithium metal
Composite number
Bridge (graph theory)
Elastomer
Ion
3
article
|
bronze
·
인용수 11
·
2025
Fluorinated Functional Units for Li <sup>+</sup> Flux Homogenization in Silica Framework‐Based Zwitterionic Single Ion Conductors for Stable Lithium Metal Batteries
Puji Lestari Handayani, Susung Yun, Gihyeon Kim, U Hyeok Choi
IF 26
Advanced Energy Materials
Abstract Progress in commercializing solid polymer electrolytes (SPEs) for lithium metal batteries (LMBs) has been impeded by challenges, like concentration polarization, non‐uniform Li + flux, and an unstable solid electrolyte interface (SEI), which contribute to dendrite formation. To address these issues, silica framework (SF)‐based single‐ion conductors are proposed, featuring a unique solvation channel composed of a fluorinated segment, a high‐dipole zwitterion, and a rotation‐motion‐driven ion‐hopping medium. This design promotes low resistance at the cathode/electrode interface, suppresses dendrite growth at the anode/electrolyte interface, and maintains a uniform Li + flux. This results show that continuous ion channels within a robust framework enhance Li‐ion dissociation and transport, achieving high ionic conductivity (σ DC = 8.8 × 10 −4 S cm −1 ), a modulus of 0.9 GPa, a high lithium transference number (≈0.83), and an extended electrochemical stability window (up to 5.2 V) at 25 °C. This design fosters the formation of a hybrid organic/inorganic SEI layer composed of Li 2 CO 3 , LiF, and Li 2 O, enabling ultra‐stable Li plating/stripping for over 4000 h at 0.1 mA cm −2 . Furthermore, the full cells demonstrate excellent rate performance and long‐term cycling stability and capacity retention (81% for Li||LFP and 86% for Li||NCM811 after 400 cycles at 1 C) and high coulombic efficiency, offering a promising strategy to stable LMBs.
https://doi.org/10.1002/aenm.202405505
Materials science
Faraday efficiency
Electrolyte
Anode
Chemical engineering
Cathode
Electrochemistry
Ionic conductivity
Ion
Conductivity
정부 과제
10
과제 전체보기
1
2025년 8월-2034년 8월
|2,400,000,000
자원순환형 전자소재 연구소
지속가능한 전자소재 기술 개발을 통해 전자산업의 친환경 전환 선도. - 바이오매스 기반 고기능성 생분해성 고분자 소재를 출발점으로 하여, 반도체 패키지용 기판, 봉지재, 전자제품용 PCB 등의 전주기 소재를 자원순환형으로 전환: 이를 위해 원료의 확보 및 정제, 소재-부품-공정 기술의 개발, 전자폐기물의 금속 회수 및 재활용까지 연결되는 통합적 소재 기술 ...
지속가능한 소재
반도체 패키징 소재
친환경 고분자
금속회수
친환경 미래 반도체
2
2025년 8월-2028년 8월
|196,990,000
리튬이온전지용 급속 충전이 가능한 하이패스 구조형 고엔트로피 고체 고분자 전해질
- 본 제안 과제는 12대 국가전략기술 중 '차세대 이차전지' 분야와 직접적으로 연계하여, 고에너지밀도, 급속 충전성, 그리고 안정성이라는 세 가지 핵심 난제를 동시에 해결하는 것을 목표로 함. 이를 위해, 고엔트로피 설계 및 하이패스 모방형 구조를 적용한 신개념 고체 고분자 전해질(HESPE = High-Entropy Solid Polymer Electr...
리튬이온전지
고체 고분자 전해질
급속 충전
고에너지밀도
초이온전도도
3
주관|
2022년 6월-2025년 2월
|505,000,000
반도체 전공트랙 사업
본 과제는 전기자동차 반도체 분야 산업경쟁력 강화를 위한 인재 양성 체계 구축 연구임. 연구목표는 혁신 인재를 지속 공급하는 데 있음. 산업계 수요 기반의 전공트랙 개발·운영, 산학프로젝트 및 산학 인턴쉽 운영 등 산학협력체구축, 실습 교육용 반도체 설계 인프라 구축, 반도체 전문 교과목 개발, 학부와 대학원을 연계한 인력 양성 인프라 구축을 핵심 연구내용으로 수행함. 기대효과는 시스템반도체 전문 인력 양성 및 본교 인재상·국가 핵심 인재상에 부합하는 경쟁력 있는 인력 양성임.
반도체
인력양성
아날로그
디지털
설계
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2014카테콜 폴리머를 이용하여 유리 섬유 표면에 금속을 코팅시키는 방법 및 이에 따라 금속이 코팅된 유리 섬유1020140144171-
전체 특허

카테콜 폴리머를 이용하여 유리 섬유 표면에 금속을 코팅시키는 방법 및 이에 따라 금속이 코팅된 유리 섬유

상태
등록
출원연도
2014
출원번호
1020140144171