나노소자공정제어연구실은 차세대 에너지 저장 기술의 핵심인 전고체전지와 리튬 이차전지의 성능과 안정성을 향상시키기 위한 연구를 진행하고 있습니다. 이 연구는 전지 소재 설계와 공정 기술의 융합을 통해 고에너지 밀도, 장기 안정성, 안전성을 동시에 확보하는 데 중점을 둡니다. 이를 통해 미래 에너지 저장 장치의 상용화 가능성을 높이고, 전기자동차와 스마트 에너지 시스템에 적합한 기술을 개발하고 있습니다. [주요 연구 내용] 1. 전고체전지 전해질 설계 및 계면 제어 - 고체 전해질의 이온전도성을 향상시키고, 전극/전해질 계면 안정성을 극대화하는 연구를 진행합니다. - 전고체전지용 고체 전해질 설계를 통해 충방전 효율과 사이클 수명을 개선합니다. - 계면에서의 리튬 덴드라이트 형성을 억제하고 안정성을 유지하는 기술을 개발합니다. 2. 리튬 금속 음극 안정화 기술 - 리튬 금속 음극의 표면을 보호하기 위해 SEI(고체 전해질 계면층) 형성을 제어하고, 고성능 인공 SEI 코팅 기술을 적용합니다. - 나노 구조 설계와 복합 소재 활용을 통해 음극의 전기화학적 특성을 향상시키고, 전지의 수명 연장과 안전성을 확보합니다. 3. 나노 구조 전극 설계 및 계면 특성화 - 나노구조 전극 소재를 설계하여 전극 반응 속도를 향상시키고, 전지의 고출력 특성을 최적화합니다. - 계면에서의 이온 이동과 전기화학적 반응을 정밀하게 분석하고, 계면 안정화 기술을 개발합니다. [연구 기여 및 응용] - 전기자동차 및 에너지 저장 시스템: 전고체전지와 리튬 이차전지는 전기자동차, 재생 에너지 저장 시스템 등 다양한 응용 분야에서 핵심적인 역할을 합니다. - 안전성과 성능을 겸비한 차세대 전지 기술: 리튬 금속 기반 전지는 고에너지 밀도와 안전성을 동시에 제공하며, 장기적인 에너지 저장 솔루션을 구현할 수 있습니다. - 지속 가능한 에너지 기술: 친환경적인 소재와 공정 기술을 통해 에너지 저장 장치의 환경 영향을 최소화하고, 지속 가능한 에너지 기술 개발에 기여합니다. 본 연구는 전고체전지와 리튬 이차전지의 상용화를 위한 핵심 기술을 제공하며, 에너지 저장 분야의 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다. 이를 통해 차세대 에너지 저장 기술의 발전과 지속 가능한 에너지 생태계 구축에 기여하고자 합니다.

나노소자공정제어연구실은 지속 가능한 에너지 전환과 탄소 중립 실현을 목표로 수소 에너지 활용 및 친환경 전기화학 기술 개발에 주력하고 있습니다. 수소는 높은 에너지 밀도와 친환경적인 특성을 가진 차세대 에너지원으로, 이를 생산하고 저장하며 활용하는 기술은 미래 에너지 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 연구실은 효율적인 촉매 설계와 전기화학 공정을 통해 에너지 효율을 극대화하고, 자원 순환과 온실가스 저감을 동시에 달성하는 기술을 연구하고 있습니다. [주요 연구 내용] 1. 수소 생산 및 저장 촉매 개발 - 수소 생산 반응(HER: Hydrogen Evolution Reaction)을 촉진하기 위한 고성능 촉매를 설계하고, 수소의 경제적이고 효율적인 생산을 목표로 합니다. - 산소 발생 반응(OER: Oxygen Evolution Reaction)을 위한 이중 기능성 촉매를 개발하여, 수전해 효율을 크게 향상시킵니다. - 금속-유기 구조체(MOF)를 활용한 전극 소재를 연구하여 수소 저장 및 전기화학 반응의 선택성을 향상시킵니다. 2. 전기화학적 자원 회수 기술 - 폐기물에서 희소 금속(리튬, 코발트 등)을 회수하기 위한 전기화학적 공정을 연구하고, 자원 순환과 환경 보호를 동시에 실현합니다. - 고효율 자원 회수를 위한 나노 소재 기반 전극을 설계하여 자원 회수 공정의 경제성을 높입니다. 3. 수전해 기반 에너지 전환 기술 - 알칼라인 수전해 기술을 통해 물에서 수소를 생산하는 고효율 시스템을 개발합니다. - 고성능 박막 복합 분리막과 이온교환막을 설계하여 수전해 시스템의 내구성과 효율을 극대화합니다. [연구 기여 및 응용] - 청정 에너지 생산 및 저장: 고효율 수소 생산 기술은 연료전지, 전기자동차, 스마트 그리드와 같은 차세대 에너지 시스템에 핵심적인 기여를 합니다. - 온실가스 저감: 수소 에너지는 화석 연료를 대체할 수 있는 탄소 중립 에너지원으로, 친환경적인 에너지 전환에 기여합니다. - 산업적 응용 가능성: 수소 에너지 활용 기술은 산업 공정, 에너지 저장 시스템, 재생 에너지 통합과 같은 다양한 분야에서 활용 가능하며, 지속 가능한 산업 생태계를 지원합니다. 본 연구는 수소 에너지를 활용한 친환경 전기화학 기술을 통해 에너지 전환의 새로운 가능성을 제시하며, 청정 에너지 사회로의 전환을 가속화하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. 이를 통해 지속 가능한 에너지 기술 발전과 탄소 중립 실현에 기여하고자 합니다.

나노소자공정제어연구실은 항공 및 발전 산업에서 요구되는 고효율과 내구성을 갖춘 고온 가스터빈 소재와 첨단 공정 기술 개발에 주력하고 있습니다. 고온 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있는 소재는 에너지 효율 향상과 배기가스 저감을 위한 핵심 기술로, 특히 발전 산업과 항공기 터빈 부품에서 필수적입니다. 본 연구실은 세라믹 기반 고온 소재 설계와 3D 프린팅 공정 기술을 융합하여 고온 부품의 내구성과 성능을 극대화하는 혁신적인 연구를 수행하고 있습니다. [주요 연구 내용] 1. 고온 가스터빈 소재 설계 - 고온 부품 내구성을 높이기 위한 세라믹 코어와 금속 기반 복합 소재를 개발합니다. - 열적 안정성과 기계적 강도가 뛰어난 고온 합금 및 복합 재료를 설계하여, 가스터빈의 작동 안정성을 확보합니다. 2. 3D 프린팅 기반 세라믹 코어 제조 - 3D 프린팅 기술을 활용하여, 고온 부품에 필요한 세라믹 코어를 정밀하게 제작합니다. - 첨단 제조 공정을 통해 복잡한 형상의 세라믹 구조물을 구현하며, 생산 효율성을 높입니다. 3. 고온 부품 내구성 및 효율성 향상 기술 - 고온 환경에서 산화 저항성과 내마모성을 갖춘 소재를 개발하여, 터빈 부품의 수명을 연장합니다. - 나노 복합체를 활용해 열전도성과 강도를 동시에 향상시키며, 고온 부품의 성능을 극대화합니다. [연구 기여 및 응용] - 항공 및 발전 산업: 고온 가스터빈 소재는 항공기 엔진과 발전소 터빈에서 에너지 효율을 극대화하고, 운영 비용을 절감하는 데 기여합니다. - 환경 보호: 고효율 가스터빈 기술은 탄소 배출 감소와 에너지 절감을 실현하며, 지속 가능한 발전을 지원합니다. - 첨단 제조 공정: 3D 프린팅을 기반으로 한 첨단 공정 기술은 정밀하고 복잡한 고온 부품 제작을 가능하게 하며, 산업적 활용성을 극대화합니다. 본 연구는 고온 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있는 첨단소재와 공정 기술을 개발하여, 항공 및 발전 산업의 기술 혁신과 지속 가능성을 이끌고 있습니다. 이를 통해 에너지 효율성을 높이고, 환경 친화적인 고성능 가스터빈 기술을 구현하는 데 기여하고자 합니다.