응용화학공학부

화학공학과 이윤성

본 연구실은 차세대 에너지 저장 시스템의 핵심인 이차전지 및 하이브리드 커패시터 분야에서 세계적인 연구 역량을 보유하고 있습니다. 리튬 이온 전지를 비롯하여 나트륨 이온 전지, 포타슘 이온 전지, 슈퍼커패시터, 하이브리드 커패시터 등 다양한 전기화학적 에너지 저장 장치의 소재 개발과 시스템 최적화에 중점을 두고 있습니다. 특히, 전극 소재의 구조적·화학적 특성 제어, 표면 코팅 및 도핑, 나노구조화, 고체 전해질 개발 등 첨단 소재 합성 및 분석 기술을 바탕으로 고성능·고안정성 에너지 저장 장치 구현을 목표로 하고 있습니다. 연구실에서는 리튬 이온 전지의 고용량·고출력·장수명화를 위한 양극 및 음극 소재 개발, 고전압 스피넬 및 올리빈계 소재, 나시콘계 고체 전해질 등 다양한 차세대 소재 연구를 수행하고 있습니다. 또한, 전고체 전지, 리튬-황 전지, 하이브리드 커패시터 등 미래형 에너지 저장 시스템의 상용화를 위한 기초 및 응용 연구도 활발히 진행 중입니다. 소재의 미세구조 제어, 표면 개질, 이종 원소 도핑, 나노복합화 등 다양한 합성법을 적용하여 전지의 에너지 밀도, 출력 특성, 내구성, 열적 안정성 등을 극대화하고 있습니다. 이와 더불어, 친환경적이고 경제적인 에너지 저장 시스템 구축을 위해 폐전지의 자원순환 및 재활용 기술 개발에도 앞장서고 있습니다. 사용 후 폐기되는 리튬 이온 전지로부터 유가 금속 및 그래파이트 등 핵심 소재를 회수·재생하여, 새로운 전지 및 커패시터의 소재로 활용하는 '폐기물-자원-에너지' 순환 시스템을 구축하고 있습니다. 이러한 연구는 환경 보전과 자원 효율성 증진에 크게 기여하고 있습니다. 하이브리드 커패시터 분야에서는 활성탄, 귀금속 산화물, 그래핀 등 다양한 소재를 활용하여 대용량·고출력 커패시터의 성능을 극대화하고 있습니다. 소재의 비표면적 증대, 표면 개질, 복합화 등 다양한 혁신적 접근을 통해 커패시터의 에너지 밀도와 수명을 크게 향상시키고 있습니다. 또한, 나트륨/포타슘 이온 전지 등 리튬 대체 차세대 전지 연구도 활발히 진행하여, 대규모 에너지 저장 시스템에 적합한 경제적이고 친환경적인 솔루션을 제시하고 있습니다. 이러한 연구실의 다양한 연구 성과는 국내외 유수 학술지 논문, 특허, 산학협력 프로젝트, 국제 학회 발표 등으로 이어지고 있으며, 미래 에너지 산업의 혁신과 지속가능성에 크게 기여하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 첨단 소재 과학과 전기화학 기술을 융합하여, 차세대 에너지 저장 시스템의 새로운 패러다임을 선도해 나갈 것입니다.