RnDCircle Logo
김영범 연구실
한양대학교 기계공학부
김영범 교수
기본 정보
연구 분야
프로젝트
발행물
구성원

김영범 연구실

한양대학교 기계공학부 김영범 교수

본 연구실은 연료전지와 전고체전지를 중심으로 한 차세대 에너지소자 연구를 수행하며, 저온·박막 기반 고체산화물 연료전지/수전해전지, 광소결·플래시 라이트 기반 초고속 제조공정, 전고체전지용 보호막 및 계면 안정화 기술을 핵심 축으로 소재 설계부터 대면적 소자 제조와 시스템 응용까지 아우르는 에너지공학 융합 연구를 추진하고 있다.

대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
저온·박막 기반 고체산화물 연료전지 및 수전해 시스템 thumbnail
저온·박막 기반 고체산화물 연료전지 및 수전해 시스템
주요 논문
5
논문 전체보기
1
article
|
gold
·
인용수 3
·
2025
Large Area High‐Performance Thin Film Solid Oxide Fuel Cell with Nanoscale Anode Functional Layer by Scalable Reactive Sputtering
Kyoungjae Ju, Seongkook Oh, Jong‐Hyuk Lee, Hyong June Kim, Hyunmin Kim, Sung Eun Jo, Juhwan Lee, Byung Chan Yang, Jisung Yoon, Dong Won Shin, Wanwoo Park, Ji‐Won Son, Young‐Beom Kim, Sungeun Yang, Jihwan An
IF 14.1
Advanced Science
For high-performance thin-film solid oxide cells (TF-SOCs), a nanostructured anode functional layer (n-AFL) that can prolong the triple-phase boundary (TPB) is crucial, particularly for low-temperature operation. However, the implementation of n-AFL (usually >1 µm in thickness) has critical issues in scale-up and productivity. Here, the study successfully demonstrates a large-area, high-performance TF-SOFC with an n-AFL fabricated via mass-production-compatible reactive magnetron sputtering. The cell with optimized n-AFL by adjusting crucial reactive-sputtering process parameters, i.e., oxygen partial pressure and sputtering power, shows superior performance compared to that of the cell without n-AFL: the reduction both in ohmic and anodic polarization resistances by 63% and 34%, respectively, and the improvement in maximum power density by 89% (0.705 W cm<sup>-2</sup> vs 1.333 W cm<sup>-2</sup>) at 650 °C. When employed in large-scale cell (4 × 4 cm<sup>2</sup>), the TF-SOFC with n-AFL showed 19.4 W at 650 °C.
https://doi.org/10.1002/advs.202502504
Materials science
Sputtering
Anode
Nanoscopic scale
Layer (electronics)
Thin film
Nanotechnology
Solid oxide fuel cell
Fuel cells
Oxide
2
article
|
인용수 19
·
2024
Coating Robust Layers on Ni-Rich Cathode Active Materials while Suppressing Cation Mixing for All-Solid-State Lithium-Ion Batteries
Sunmin Kim, Minji Kim, Miju Ku, Junghum Park, Jong‐Hyuk Lee, Young‐Beom Kim
IF 16
ACS Nano
This study focused on addressing the challenges associated with the incompatibility between sulfide solid electrolytes and Ni-rich cathode active materials (CAMs) in all-solid-state lithium-ion batteries. To resolve these issues, protective layers have been explored for Ni-rich materials. Lithium lanthanum titanate (LLTO), a perovskite-type material, is recognized for its excellent chemical stability and ionic conductivity, which render it a potential protective layer in CAMs. However, traditional methods of achieving the perovskite structure involve temperatures exceeding 700 °C, resulting in challenges such as LLTO agglomeration, secondary phase formation between LLTO and CAM, and cation mixing within the CAM. In this study, a rapid technique known as flash-light sintering (FLS) was employed to fabricate a uniform and pure perovskite protective layer without inducing cation mixing within the CAM. The LLTO-coated LiNi<sub>0.8</sub>Co<sub>0.1</sub>Mn<sub>0.1</sub>O<sub>2</sub> (NCM811) with FLS treatment demonstrated minimal cation mixing and formed a fully covered dense layer. This resulted in a high initial capacity and effectively addressed the incompatibility issues between the sulfide electrolytes and CAM. The rapid FLS method not only streamlines the fabrication of LLTO-coated NCM811 but also provides opportunities for its broader application to materials that were previously deemed impractical because of high sintering temperatures.
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c06720
Materials science
Lithium (medication)
Cathode
Mixing (physics)
Coating
Ion
Solid-state
Chemical engineering
Nanotechnology
Chemistry
3
article
|
인용수 59
·
2021
Rapid fabrication of lanthanum strontium cobalt ferrite (LSCF) with suppression of LSCF/YSZ chemical side reaction via flash light sintering for SOFCs
Yonghyun Lim, Junghum Park, Hojae Lee, Miju Ku, Young‐Beom Kim
IF 17.1
Nano Energy
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106524
Materials science
Yttria-stabilized zirconia
Cathode
Sintering
Electrolyte
Fabrication
Chemical engineering
Microstructure
Solid oxide fuel cell
Cubic zirconia
정부 과제
37
과제 전체보기
1
2025년 5월-2028년 5월
|500,000,000
광 열처리기술 기반 적층형 산화물계 에너지 소자 기초연구실
● 전고체전지의 성능과 생산성을 획기적으로 증가시킬 수 있는 ”박막 적층 구조 전고체전지와 이를 위한 열복합 공정 기반 제조방법“을 개발하고자 함.전고체전지 성능 및 생산성의 획기적 향상을 통한 전고체전지 산업 국가 경쟁력 확보박막 적층 구조 산화물계 전고체전지 원천 기술 및 제조공정 개발셀 구조적인 효율성 향상을 위한 산화물계 박막 전고체전지 적층 구조 ...
산화물
에너지소자
적층형
광 열처리
2
2024년 4월-2034년 4월
|195,248,000
전주기적 청정 수소사회 실현을 위한 실시간 데이터 학습 기반 양방향 전기화학반응 시스템 구축 연구
본 연구는 전 세계적으로 기후 위기 대응, 탄소 저감 및 에너지원 확대를 위해 수소를 활용하여 전기 생산 및 잉여전력을 활용하여 청정 수소를 생산 할 수 있는 고 성능 고 효율 고 내구성의 산화물 기반의 연료전지를 개발하고, 이를 이용한 1) 고성능 산화물 기반 단위셀 제작 및 평가, 2) 랩 규모의 스택킹 기술 확보 3) 에너지 발전 시스템, 4) 수소 ...
양방향 고체산화물셀
수소 생산 및 활용
실시간 데이터 학습
3
2021년 7월-2025년 12월
|142,400,000
박막형 양성자 전도성 전해질 개발 및 공정 기술 개발
o 550℃ 이하에서 0.03 S/cm 이상의 양성자 전도도, 단전지 기준 90% 이상의 상대밀도를 갖는 전해질 개발 o 양성자 전도성 전해질 박막 증착공정 개발 o 5 x 5 cm2 이상의 대면적 박막 전해질 구현
양성자 전도체
박막
전해질
고체산화물 연료전지
페로브스카이트
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2024리튬 이차 전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지1020240051523
등록2023세라믹 분말의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 세라믹 분말1020230178716
등록2023펄스 광을 이용한 용기 살균 장치1020230060360
전체 특허

리튬 이차 전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지

상태
공개
출원연도
2024
출원번호
1020240051523

세라믹 분말의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 세라믹 분말

상태
등록
출원연도
2023
출원번호
1020230178716

펄스 광을 이용한 용기 살균 장치

상태
등록
출원연도
2023
출원번호
1020230060360