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남관우 연구실
이화여자대학교 화공신소재공학과 남관우 교수
금속-유기 구조체(MOF)
수계 아연 이차전지
전극 계면 공학
기본 정보
연구 분야
프로젝트
논문
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남관우 연구실

이화여자대학교 화공신소재공학과 남관우 교수

남관우 연구실은 화공신소재공학과 기반으로 리튬 이온 이차전지와 수계 아연 이차전지, 그리고 PEM 기반 전기화학 에너지 전환 소자에서 전극·촉매층의 계면을 제어하는 연구를 수행합니다. 호스트–게스트 수프라분자 바인더와 MOF 코팅/첨가제를 활용하여 전극 성분 분산, 접착 유지, 수분 또는 수소 거동을 조절합니다. 또한 수지상 성장 억제와 부반응 저감을 위해 아라미드 표면층, 폴리페놀 착화, 전해질 솔베이션 구조 공학을 적용하며, 물리 기반 베이지안 active learning으로 소재 탐색 효율을 높입니다.

금속-유기 구조체(MOF)수계 아연 이차전지전극 계면 공학수프라분자 바인더솔베이션 구조 공학
대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
호스트–게스트 결합 바인더 기반 Li-ion 전극 계면 안정화 및 건조 공정용 소재 설계 thumbnail
호스트–게스트 결합 바인더 기반 Li-ion 전극 계면 안정화 및 건조 공정용 소재 설계
Host–Guest Binder–Driven Interfacial Stabilization for Li-ion Battery Electrodes and Dry-Processable
연구 분야 상세보기
연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

25총합

5개년 연도별 피인용 수

953총합
주요 논문
5
논문 전체보기
1
article
|
인용수 7
·
2025
Effect of metal–organic framework on hydrogen volume fraction in the oxygen-rich anode catalyst layer of proton exchange membrane water electrolyzer
Inku Kang, Sojin Lee, Won-Jong Choi, Siyeon Lee, Soonyong So, Duk Man Yu, Sang Jun Yoon, Dong‐Won Kim, Kwan Woo Nam, Keun‐Hwan Oh
IF 13.2 (2025)
Chemical Engineering Journal
Incorporating MOF-NH 2 into the anode CL of PEMWE improved safety by preventing H 2 and O 2 mixing and demonstrated superior cycle performance compared to other functionalized MOFs. • Functional groups in the MOF effectively modified its surface area and pore size. • The functionalized MOF was integrated into the anode catalyst layer of PEMWE. • The MOF captured crossover hydrogen within the anode catalyst layer. • The H 2 concentration in O 2 was decreased to below the lower explosion limit (LEL). Hydrogen permeation through the membranes in proton exchange membrane water electrolyzers (PEMWEs) poses a significant safety risk, as the mixing of hydrogen with oxygen at the anode can lead to dangerous concentration levels and potential explosion hazards. This study investigates the modification of the anode catalyst layer (CL) within the membrane electrode assembly (MEA) to enhance the operational safety of PEMWEs by incorporating metal–organic frameworks (MOFs) with H 2 -adsorbing capabilities. We evaluate the effects of MOFs with various functional groups on the H 2 concentration in O 2 stream and the electrochemical performance of the anode CL. The amine-functionalized MOF leads to the highest reduction in the H 2 concentration in O 2 stream. Additionally, the reversibility of the H 2 adsorption properties of the MOFs with temperature changes are verified. The amine-functionalized MOF leads to a H 2 volume fraction in O 2 of less than 1.2 mol% at the anode, which is well below the lower explosion limit of 4 mol% and thus, ensures PEMWE safety. In contrast, carboxyl and sulfonic acid-functionalized MOFs result in H 2 volume fractions in O 2 of 1.9 mol% and 2.2 mol%, respectively, at 50 mA cm −2 . These results provide crucial insights for developing safer anode CLs for PEMWEs.
https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.161094
Anode
Catalysis
Electrolysis
Electrolysis of water
Oxygen
Proton exchange membrane fuel cell
Hydrogen
Volume fraction
Chemical engineering
Metal
2
article
|
인용수 5
·
2025
Accelerated Discovery of Solvation Structure Engineering for Stable Aqueous Rechargeable Zinc Batteries via Physics‐Guided Bayesian Active Learning
Minsu Kim, Minji Lee, Inyoung Choi, Jihye Oh, Sanga Paik, A‐Reum Han, S K Lee, Hyerim Hwang, Jonggeol Na, Kwan Woo Nam
IF 12.1 (2025)
Small
.
https://doi.org/10.1002/smll.202411632
Electrolyte
Overpotential
Solvation
Materials science
Anode
Miscibility
Chemical engineering
Aqueous solution
Battery (electricity)
Solvent
3
article
|
·
인용수 14
·
2024
Supramolecular Metal–Organic Framework for the High Stability of Aqueous Rechargeable Zinc Batteries
Minji Lee, Inyoung Choi, Ayoung Kim, Sanga Paik, Daye Kim, Heejin Kim, Kwan Woo Nam
IF 16 (2024)
ACS Nano
.
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c08550
Aqueous solution
Supramolecular chemistry
Materials science
Metal-organic framework
Homogeneous
Zinc
Coating
Battery (electricity)
Chemical engineering
Nanotechnology
최신 정부 과제
8
과제 전체보기
1
2025년 8월-2035년 2월
|13,600,000,000
멀티스케일 물질 및 시스템 연구소
본 국가연구소의 최종 목표는 기존의 단일 학문·개별 연구 중심 체계를 뛰어넘어 대학·출연연·산업체·해외기관을 연결하는 개방형 플랫폼 기반의 '문제 해결형 융합 연구소'를 구현하는 것임. 특히, 원자-분자 스케일부터 소자·시스템 레벨까지 아우르는 멀티스케일 접근을 통해 기초과학에서 응용기술까지의 전주기 통합 혁신을 이끌고, 초격차 신소재 및 융합기술을 창출하...
소재
소자
시스템
멀티스케일
인공지능
2
2025년 5월-2028년 5월
|500,000,000
수소/물 계면 제어를 통한 자원순환형 고성능 수계 ESS 플랫폼 구현
[연구 최종 목표] 콜로이드 기반 기술을 통한 차세대 고에너지밀도·고안정성 수계 이차전지 개발과 ESS 폐기체 (수소 및 CO2) 재활용 에너지-자원 순환 시스템 구현[연구 세부 목표]- 고성능 수계 이차전지 통합 시스템 구현 : 고전도 전해질, 전도성 고분자 기반 고안정성 전극 계면 설계를 통한 충방전 수명 향상, 고전압 및 고에너지 밀도 구현, 고효율 ...
수계 아연 이차전지
수소 활용
레독스 활성 콜로이드
인공계면층
PHA 생산 시스템
3
2022년 2월-2027년 2월
|147,930,000
고성능 수계 아연이차전지 시스템 개발
본 연구과제의 최종 목표는 수계 아연이차전지용 고전압 전도성 금속-유기 구조체 양극재 개발, 수지 상 제어용 전도성 금속-유기 구조체 코팅 아연 음극재 개발, 고전압용 수계 전해질 개발을 통해서 고 성능 수계 아연이차전지 시스템을 개발하는 것입니다. 따라서, 본 연구과제의 최종 목표를 성공적으 로 달성하기 위해서 아래와 같은 연차별 세부 연구 목표를 가지고...
수계 아연이차전지
금속-유기 구조체
수계 전해질
아연 수지상
Water-in-Salt 전해질
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2024아연 이차 전지용 전해질 성분의 최적화 장치 및 방법1020240173248
공개2024마그네슘 이온전도도 향상을 위한 준고체 전해질을 위한 금속-유기 골격체 필러1020240145873
공개2024초분자 금속-유기 골격체를 포함하는 수계 아연 이차전지용 전극 보호층 및 이를 포함하는 수계 아연 이차전지용 전극1020240145662
전체 특허

아연 이차 전지용 전해질 성분의 최적화 장치 및 방법

상태
공개
출원연도
2024
출원번호
1020240173248

마그네슘 이온전도도 향상을 위한 준고체 전해질을 위한 금속-유기 골격체 필러

상태
공개
출원연도
2024
출원번호
1020240145873

초분자 금속-유기 골격체를 포함하는 수계 아연 이차전지용 전극 보호층 및 이를 포함하는 수계 아연 이차전지용 전극

상태
공개
출원연도
2024
출원번호
1020240145662

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