RnDCircle Logo
이효민 연구실
제주대학교 화공그린에너지학과 이효민 교수
나노전기수력학
Ion concentration polarization
Electrokinetic ion delivery
연구 영역
기본 정보
논문·특허
과제
구성원

이효민 연구실

제주대학교 화공그린에너지학과 이효민 교수

이효민 연구실은 화공그린에너지학과 기반으로 전기장 구동 환경에서의 이온 수송을 수력학·전기역학 관점에서 해석하고 제어하는 연구를 수행합니다. 구체적으로 이온 교환 막의 농도 분극, 전기와류, 과한계 거동을 대상으로 멀티피직스 기반 수치해석과 시각화를 결합해 질량 수송 경로를 규명합니다. 또한 마이크로채널에서 전기영동 포획과 Raman spectroscopy를 연계하거나 이온 교환 메커니즘에 기반한 확산영동 분리로 마이크로/나노입자의 연속 정제를 수행합니다. 에너지 응용으로는 수성 아연 금속 전지에서 전기키네틱 구동 이온 전달을 활용한 가역성 확보와 나노전기수력학-인공지능 기반 수소 및 담수 동시 생산 공정 설계로 연구를 확장하고 있습니다.

나노전기수력학Ion concentration polarizationElectrokinetic ion deliveryElectrodialysisElectroconvective vortices
대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
이온 농도 분극 기반 전기수력학적 수송 제어 thumbnail
이온 농도 분극 기반 전기수력학적 수송 제어
Electrohydrodynamic Transport Control via Ion Concentration Polarization
연구 분야 상세보기
연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
논문 전체보기
1
Article
|
인용수 2
·
2025
Microfluidics-based electrophoretic capture and Raman analysis of micro/nanoplastics
R.B. Park, Wonik Jang, Paniz Faramarzi, Donghyeon Oh, Geumbee Lee, Hyomin Lee, Sung Sik Lee, Jae Bem You
IF 6 (2025)
Analytica Chimica Acta
배경: 수생 생태계에서의 미세/나노플라스틱 오염에 대한 전 세계적 우려는 그 환경적 영향에 대한 인식이 높아짐을 반영한다. 다양한 환경에서 발견되는 미세/나노플라스틱은 폴리머 조성에 의해 영향을 받는 독특한 특성을 나타내며, 예를 들어 색과 밀도의 차이를 보인다. 미세/나노플라스틱 오염이라는 중대한 문제를 해결하기 위해서는 여과, 원심분리, 자기분리 등 다양한 기법을 포함하는 다각적 접근이 필요하다. 현재 미세플라스틱 검출은 별도의 분리 및 분석이 요구되어 검출 과정이 번거롭고, 잠재적으로 시료 손실을 유발할 수 있다. 결과: 본 연구에서는 유체 채널 내부의 수성 시료를 통해 흐르는 미세/나노플라스틱(크기 ≤5 μm)에 작용하는 전기영동력(electrophoretic force)을 이용하여, 입자를 기판에 효과적으로 포획하였다. 유체 채널에 비대칭 전기장을 적용하여 직류(DC) 전압을 가함으로써 미세플라스틱의 전기영동을 유도하였다. 포획된 미세플라스틱은 라만 분광법과 광학 현미경을 통해 현장에서(in situ) 특성 분석이 가능하여, 입자의 크기, 형상 및 종류를 동시에 분석할 수 있다. 제안된 방법을 사용하여 시판 티백에서 용출(leached)된 미세/나노플라스틱의 검출을 입증하였다. 의의: 본 연구에서 제시한 방법은 기존의 방법으로는 포획이 어려운 소형 미세플라스틱을 신속하고 용이하게 검출할 수 있게 한다. 특히 분리 격리 및 분석 단계의 필요성을 제거하는 것은, 농도가 낮아 시료 손실이 발생할 가능성을 고려할 때 큰 장점이다.
https://doi.org/10.1016/j.aca.2025.344829
Microplastics
Electrophoresis
Raman spectroscopy
Analytical Chemistry (journal)
Sample (material)
Sample preparation
2
Article
|
·
인용수 20
·
2022
Non-negligible effects of reinforcing structures inside ion exchange membrane on stabilization of electroconvective vortices
Myungjin Seo, Won-Seok Kim, Hyomin Lee, Sung Jae Kim
IF 9.9 (2022)
Desalination
https://doi.org/10.1016/j.desal.2022.115902
Membrane
Concentration polarization
Desalination
Microscale chemistry
Vortex
Ion
Materials science
Nanotechnology
Chemistry
Polarization (electrochemistry)
3
Article
|
·
인용수 12
·
2021
Electroconvective circulating flows by asymmetric Coulombic force distribution in multiscale porous membrane
Dokeun Lee, Daehyun Choi, Hyungmin Park, Hyomin Lee, Sung Jae Kim
IF 10.53 (2021)
Journal of Membrane Science
https://doi.org/10.1016/j.memsci.2021.119286
Membrane
Porosity
Materials science
Mechanics
Distribution (mathematics)
Porous medium
Chemical engineering
Nanotechnology
Chemical physics
Chemistry
최신 정부 과제
12
과제 전체보기
1
2023년 8월-2027년 12월
|330,000,000
나노전기수력학-인공지능 기반 수소 및 담수의 동시 생산 하이브리드 시스템 개발
- 깨끗한 물의 부족 및 에너지 부족은 인류가 당면한 가장 중요한 생존 과제임. 깨끗한 물의 공급에는 에너지가 필요하고 에너지의 생산에는 깨끗한 물이 필요해 이 둘은 서로'물-에너지 넥서스'라고 불리는 긴밀한 상호의존적 관계에 있음.- 본 연구에서는 담수화 공정 및 전기분해 수소생산 기술에서 이온교환막을 동일하게 사용하고 있다는 점에 착안하여 나노전기수력...
담수화
수소 생산
나노전기수력학
인공지능
초미세유체 시스템
2
주관|
2020년 8월-2027년 8월
|379,400,000
제주 에너지신산업 고도화 혁신인재 양성 교육연구단
본 과제는 Energy 4.0 시대로의 산업전환을 위해 제주 지역 에너지신산업 분야 글로벌 융복합형 R&BD 혁신 인재를 양성하는 연구교육 사업임. 연구 목표는 (대학) 에너지 생산·저장·수요관리 전 주기적 전공융합 교육과정 개발, (지역) 탄소제로섬 2030 목표 연계형 지역전략산업 실증 교육, (국가) 국가 유망 에너지신산업 선도형 글로벌 핵심인재 양성임. 핵심 연구내용은 현장맞춤형 혁신인재 실증 교육, 다학제간 융합연구 시너지 및 연구의 국제화, Energy 4.0 시대 산학공동 교육 기반의 산학협력 프로젝트 수행임. 기대효과는 통합연계형 전문교육 플랫폼 제시, 새로운 시장 창출·활성화 및 에너지 일자리 확대 기여임.
에너지신산업
글로벌 혁신인재양성
현장 밀착형 특화교육
에너지생산
에너지저장
에너지수요관리
신재생에너지
EV 배터리
마이크로그리드
3
주관|
2020년 8월-2027년 8월
|454,690,000
제주 에너지신산업 고도화 혁신인재 양성 교육연구단
본 과제는 Energy 4.0 시대 산업전환에 맞춰 제주 지역 에너지신산업을 고도화할 혁신인재를 양성하는 연구임. 지자체 주도 육성 의지와 기존 인프라를 바탕으로 전문인력 부족과 지역 제약을 해결하는 목적을 가짐. 연구 목표는 개방·융합·혁신적 교육과정 구축과 지역 특성화산업 연계 문제해결형 연구수행을 통한 글로벌 핵심인재 창출에 있음. 연구 내용은 에너지 생산·저장·수요관리 전공융합 전 주기 교육과정, 탄소제로섬 2030 연계 프로젝트 기반 현장맞춤형 실증교육, 산학협력 기반 신에너지 핵심 기술개발을 수행하는 것임. 기대 효과는 통합연계형 교육 플랫폼 제시, 제주 실증사업 인재 양성, 에너지 일자리 확대 및 에너지 신산업 신규 시장 창출임.
에너지신산업
글로벌 혁신인재양성
현장 밀착형 특화교육
에너지생산
에너지저장
에너지수요관리
신재생에너지
EV 배터리
마이크로그리드
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2016비대칭 이온 농도 분극 층에 의한 유체 정류 소자 및 능동적 정류 방법1020160169957
등록2016물질 비파괴 분리농축 장치 및 물질 비파괴 분리농축 방법1020160134505
전체 특허

비대칭 이온 농도 분극 층에 의한 유체 정류 소자 및 능동적 정류 방법

상태
등록
출원연도
2016
출원번호
1020160169957

물질 비파괴 분리농축 장치 및 물질 비파괴 분리농축 방법

상태
등록
출원연도
2016
출원번호
1020160134505