수처리·에너지 소자 내구 향상을 위한 계면 엔지니어링 연구

Interfacial engineering for durability in water treatment and energy devices

연구 내용

탈염 막의 이방성 오염 거동과 알칼라인 수전해 전극의 보호층 성능, 바이오 나노섬유 복합화를 연계해 계면 열화 메커니즘을 완화하는 내구성 향상 연구

정현욱 연구실은 물-소재 계면에서 발생하는 성능 저하를 원인 기반으로 제어합니다. 탈염 분리막에서는 샤크스킨 패턴 기반 이방성 표면이 바이오오염 거동에 미치는 영향을 분석하여 오염 양상을 이해하고, 이를 바탕으로 막 성능 유지 전략을 도출합니다. 알칼라인 물 전기분해에서는 Raney-Ni 전극에 NiP 보호층을 전착하여 역전류 유도 산화와 H2 버블에 의한 촉매 손상을 동시에 완화하는 접근을 수행합니다. 또한 셀룰로오스 나노섬유 기반 복합체의 분산제 설계와 기계적 물성 향상을 통해 계면·보강 구조의 적용 가능성을 검토하며, 상용차용 MEA 열화 저감 프로젝트와 연계한 내구성 개선 연구를 수행합니다.

관련 프로젝트

5건

연구 흐름

초기에는 분리막과 에너지 소자에서 계면 오염·열화가 성능에 미치는 영향을 파악하는 데 초점을 맞추었습니다. 이후 탈염용 이방성 막 표면을 통해 바이오오염 거동의 차이를 규명하고, 오염 억제 설계 방향을 도출했습니다. 동시에 수전해 전극에서는 역전류와 H2 버블로 인한 동시 열화 문제를 해결하기 위해 NiP 보호층을 적용하고, 촉매 활성이 유지되는 조건을 검증했습니다. 최근에는 셀룰로오스 나노섬유 기반 복합화로 내구성 및 보강 특성을 확보하는 연구를 병행하며, MEA 열화 메커니즘 기반 기술 개발로 확장하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

탈염 막 수명 연장
막 바이오오염 억제 설계
이방성 표면 공정 전략
알칼라인 수전해 내구성 향상
HER용 전극 보호층
역전류 열화 저감
수전해 기체 버블 손상 완화
MEA 열화 메커니즘 기반 개선
전해질 막 직접코팅 공정
바이오 기반 보강 복합체 적용