CATALYST AND NANOMATERIAL LABORATORY
서울시립대학교 화학공학과
이두환 교수
산소 공석 엔지니어링
CeO2 나노소재
라디칼 소거
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CATALYST AND NANOMATERIAL LABORATORY
서울시립대학교 화학공학과 이두환 교수
CATALYST AND NANOMATERIAL LABORATORY는 촉매 및 나노소재의 설계, 합성, 그리고 응용에 중점을 두고 첨단 에너지 및 환경 분야의 핵심 기술을 연구하는 연구실입니다. 본 연구실은 다양한 기능성 촉매 및 에너지 소재를 개발하여, 수소 에너지, 연료전지, 전기 에너지 저장 시스템 등 차세대 에너지 기술의 혁신을 이끌고 있습니다. 특히, 그린 에너지 및 화학 변환을 위한 촉매의 구조적 특성, 반응 속도론, 반응 메커니즘을 심도 있게 분석하고, 이를 바탕으로 고효율, 고내구성의 촉매 시스템을 설계합니다. 다양한 분석기술을 활용하여 촉매의 활성점과 표면 특성을 규명하고, 실제 화학 반응 및 분리 공정에 적용하여 에너지 효율과 친환경성을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다. 또한, 전기화학적 에너지 저장 시스템, 특히 레독스 흐름전지(RFB) 분야에서 고성능 전극 소재 및 전해질 개발, 전기화학 반응의 동역학 및 메커니즘 분석, 그리고 나노소재 기반의 전극 설계 등 다양한 연구를 진행하고 있습니다. 이를 통해 재생에너지의 효율적 저장과 활용, 그리고 대규모 에너지 인프라 구축에 기여하고 있습니다. 기체 분리 멤브레인 및 멤브레인 반응기 개발 분야에서도, 다공성 무기 및 유무기 복합 멤브레인의 합성, 특성 평가, 그리고 고효율 분리 및 촉매 반응 공정 개발에 힘쓰고 있습니다. 이러한 연구는 기존 화학 공정의 한계를 극복하고, 에너지 및 자원 효율성을 극대화하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. CATALYST AND NANOMATERIAL LABORATORY는 촉매 및 나노소재 분야의 세계적 경쟁력을 바탕으로, 미래 에너지 및 환경 산업의 혁신을 선도하고, 지속 가능한 사회 구현에 기여하고자 노력하고 있습니다.
산소 공석 엔지니어링CeO2 나노소재라디칼 소거레독스 흐름 전지 전극이종원소 도핑
대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
질소 도핑 CeO2의 산소 공석 제어 기반 라디칼 소거 연구
Oxygen-vacancy engineering in N-doped CeO2 for radical scavenging
연구 분야 상세보기
질소 도핑 CeO2의 산소 공석 제어 기반 라디칼 소거 연구
Oxygen-vacancy engineering in N-doped CeO2 for radical scavenging
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결함 사이트·이종원소 기능기 기반 바나듐 레독스 흐름 전지 전극 연구
Defect-site and heteroatom engineering for vanadium redox flow battery electrodes
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코어-쉘 및 전달 특성 제어 기반 이종 촉매 설계 연구
Heterogeneous catalyst design with core-shell structures and mass/heat transport tailoring
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
4
논문 전체보기
1
Article
|
·
인용수 0
·
2026COMPARATIVE STUDIES ON NANOCARBON-MODIFIED CARBON PAPER ELECTRODES FOR ENHANCED ELECTROCATALYTIC PERFORMANCE IN VANADIUM REDOX FLOW BATTERIES
Jaeho Jo, Jaeeon Chang, Doohwan Lee
IF 11.6 (2026)
Carbon
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2026.121496
Vanadium
Electrode
Redox
Carbon fibers
Flow (mathematics)
Electrocatalyst
2
Article
|
·
인용수 10
·
2025Importance of defect site concentration on carbon electrodes over heteroatom functionalities for vanadium redox kinetics in redox flow batteries
Jihun Paick, Jo Jae Ho, Doohwan Lee
IF 11.6 (2025)
Carbon
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2025.120094
Redox
Vanadium
Heteroatom
Electrode
Kinetics
Inorganic chemistry
Carbon fibers
Chemistry
Materials science
Chemical engineering
3
Article
|
·
인용수 6
·
2024Detection and analysis of inner potential dynamics in vanadium redox flow batteries
Jihun Paick, Jung S. Yi, Doohwan Lee
IF 13.2 (2024)
Chemical Engineering Journal
https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.148543
Vanadium
Flow battery
Overpotential
Electrolyte
Electrode
Battery (electricity)
Redox
State of charge
Chemistry
Chemical physics
최신 정부 과제
11
과제 전체보기
1
2019년 9월-2022년 2월
|100,000,000원신개념 기능성 불균일계 촉매 구조체 설계 및 화학반응 공정 고효율화 연구
본 연구는 촉매화학 반응공정에서 불균일계 촉매의 반응 활성, 열⦁물질전달, 물리화학적 표면특성을 동시에 향상·조절하는 기능성 촉매 구조체를 설계·특성조절하는 원천기술 개발임.
연구목표는 신개념 촉매 구조설계와 합성화학의 이론적 정립, 촉매소재 원천기술화, CO2 methanation·선택적 CO 산화반응·바이오매스 유래 Oxygenated hydrocarbon 개질반응·Methane dry reforming 적용으로 효율과 타당성 확립임. 핵심연구내용은 Hydrothemal Oxidation (HO)/ Reductive Exolution (RE), 다원금속산화물·고체산 쉘 표면조절, 메조기공 도입, Al→Cu·Graphite·SiC core@shell 확장 합성임. 기대효과는 열전달 제약을 줄여 공정 효율개선과 미래형 분산형 반응기술 기여로 이어짐.
불균일계 촉매
고열전도성 촉매
코어쉘 촉매
촉매반응 효율
2
2019년 9월-2022년 2월
|100,000,000원신개념 기능성 불균일계 촉매 구조체 설계 및 화학반응 공정 고효율화 연구
본 과제는 촉매화학 반응에서 불균일계 촉매의 반응 활성, 열⦁물질전달, 표면특성을 동시에 높이는 기능성 촉매 구조체를 설계·제어하는 연구임.
연구 목표는 Hydrothemal Oxidation (HO)/ Reductive Exolution (RE) 기반 금속 촉매의 In situ 합성, 다원금속산화물·고체산·메조기공 등으로 표면특성과 물질전달 조절, Al core의 core@shell을 Cu·Graphite·SiC로 확장하는 합성기술 정립 및 촉매화학 반응 적용을 통한 효율과 타당성 확립에 있음. 기대 효과는 소결 안정성과 높은 촉매활성·열⦁물질 전달 구현으로 석유화학 공정 효율 향상, 공정특성 개선, 분산형 반응기술 기여의 원천기술 제공임.
불균일계 촉매
고열전도성 촉매
코어쉘 촉매
촉매반응 효율
3
2017년 9월-2018년 8월
|66,666,500원다종원소 도핑을 통한 고효율(전압효율 ≥ 85%), 고내구성(효율 감소율 ≤ 5%, 1,000 cycle) 바나듐 산화·환원 흐름전지 탄소펠트 전극 개발
본 과제는 차세대 에너지 저장 장치로 주목받는 바나듐 산화환원 흐름전지의 핵심 부품인 탄소펠트 전극의 성능과 수명을 획기적으로 개선하기 위한 연구임. 전극 표면에 여러 종류의 원소를 효과적으로 결합하는 기술을 개발하여 전지의 효율을 높이고 오래 사용할 수 있도록 하는 것을 목표로 함.
연구 목표는 다종원소 도핑을 통해 전압효율 87% 이상, 1,000 cycle 사용 시 에너지효율 감소율 5% 이내의 고내구성 탄소펠트 전극을 개발하는 것임. 핵심 연구 내용은 O와 N을 함유한 전구체를 활용하여 탄소펠트 표면에 다양한 기능기를 도핑하고, 유효 기능기를 최적화하여 성능 및 내구성이 향상된 전극 제조 기술을 확보하는 데 있음. 이를 통해 탄소펠트의 관통저항 5Ω·mm 이하, V4+/V5+ 산화환원 봉우리 전위차 300mV 이하를 달성하고, 단전지 적용 시 에너지효율 85% 이상, 전압효율 87% 이상, 1,000 cycle 내구평가 시 에너지효율 감소율 5% 이하를 목표로 함. 기대 효과는 외산에 의존하는 바나듐 산화환원 흐름전지용 탄소펠트 전극의 국산화를 통한 수입대체 효과 및 국내 시스템 업체의 경쟁력 향상임. 또한, 국내 부품 산업 활성화, 해외 시장 진출을 통한 수출 증대 및 고용 창출에도 크게 기여할 것으로 전망됨.
탄소펠트전극
다종원소도핑기술
바나듐산화환원흐름전지
에너지저장장치
탄소펠트
최신 특허
특허 전체보기
전체 특허
질소와 붕소가 도핑된 탄소전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 레독스 흐름 전지
상태
등록출원연도
2023출원번호
1020230080456표면 형상이 조절된 코어-쉘 구조를 갖는 촉매 구조체 및 이의 제조방법
상태
등록출원연도
2022출원번호
1020220011644코어-쉘 구조의 촉매 구조체, 촉매, 및 이들의 제조 방법
상태
등록출원연도
2020출원번호
1020200001115연구실 하이라이트
연구실의 정보를 AI가 요약해서 키워드 중심으로 정리해두었어요
기술파급력
차세대 레독스 흐름전지(RFB) 전극 설계 패러다임 전환
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독창적기술
고열전도성 코어-쉘(Core-Shell) 촉매 플랫폼 기술
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SCIE논문
초고온/고습 환경을 견디는 ZIF 멤브레인 기술
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지속가능기술
CO₂를 고부가가치 에틸렌으로 전환하는 탠덤 촉매 기술
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글로벌특허
연료전지 및 수소 분리 분야 글로벌 핵심 특허 포트폴리오
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연구자역량
글로벌 산업계와 학계를 아우르는 연구 리더십
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