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손창윤 연구실
서울대학교 화학부 손창윤 교수
분자 모델링
분자동역학
수소 이온 전도
연구 영역
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논문·특허
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손창윤 연구실

서울대학교 화학부 손창윤 교수

손창윤 연구실은 수소·이온 수송 및 광화학 반응을 분자 수준에서 해석하고 재료 설계로 연결하는 연구를 수행합니다. 분자동역학 및 분자 모델링 기반으로 charged materials system의 계면 전하 상호작용, ion 구조, charge transport 메커니즘을 규명합니다. 동시에 고분자 전해질과 COF 박막을 대상으로 이온 이동 경로와 이온 교환 도핑 조건을 조절하여 solid-state electrolyte 성능과 환경 안정성을 확보합니다. 또한 hydrophilic photocrosslinker 도입과 MOF 다공 구조 설계를 통해 polymer photocatalyst의 water affinity 및 장수명 전하 캐리어 형성을 제어하여 수소 생성과 CO2 환원 반응 효율을 개선합니다. 아울러 액체 셀 TEM 관측과 이온 선택성 기능 소재, 색변환 수소 감지 필름/AI 모니터링을 결합하여 감지 신호의 재현성과 전달 체계를 구축합니다.

분자 모델링분자동역학수소 이온 전도고분자 전해질solid-state electrolyte
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수소·리튬 이온 전도 고체 전해질 및 계면 기반 분자 모델링 연구 thumbnail
수소·리튬 이온 전도 고체 전해질 및 계면 기반 분자 모델링 연구
Molecular Modeling and Solid-State Electrolytes for Hydrogen/Lithium Ion Transport
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

28총합

5개년 연도별 피인용 수

591총합
주요 논문
5
논문 전체보기
1
Article
|
인용수 2
·
2025
Room‐Temperature Single Li + Ion Conducting Organic Solid‐State Electrolyte with 10 −4 S cm −1 Conductivity for Lithium‐Metal Batteries
Rak Hyeon Choi, Akshay Gurumoorthi, Sangwon Bae, Chang Yun Son, Hye Ryung Byon
IF 26 (2025)
Advanced Energy Materials
공유결합성 유기 프레임워크(covalent organic frameworks, COFs)는 구조를 조절할 수 있고, 정렬된 나노채널을 가지며, 사슬의 분절 운동이 억제되어 리튬(Li) 금속 배터리를 위한 유망한 고체 전해질(solid-state electrolytes, SSEs)로 주목받고 있으며, 이러한 특성은 상온에서 Li⁺ 이온 수송을 지지한다. 그러나 펠릿 형태의 COF 기반 SSE는 이온 전도도가 낮았는데, 이는 이온 수송 경로가 최적이 아니고, 결정성이 제한적이며, 광범위한 입계 형성이 나타나기 때문이다. 여기서는 두께 20 µm의 이설폰산기( disulfonate ) 기능화 COF(COF ds ) 필름을 제시하며, 이 필름은 25 °C에서 1.0 × 10 ‒4 S cm ‒1의 이온 전도도를 달성한다. 고정된 이설폰산 음이온과 카보닐기를 통합하면, 채널 간( inter-subchannel ) Li⁺ 홉핑이 최소한의 공간적 분리로 가능해진다. 적용 전기장 하에서의 분자 동역학(molecular dynamics, MD) 시뮬레이션은 분자 설계가 최적화된 Li⁺ 전도 경로를 촉진함을 확인한다. 용액 상 합성을 통해 제조된 COF ds 필름은 높은 결정성, 균일한 형태, 매끈한 표면을 보였고, 이는 전기화학적 성능을 향상시켰다. 그 결과, COF ds 필름을 사용한 대칭형 Li 셀은 25 °C에서 1300 h 이상 동안 안정적인 사이클링을 보였으며, LiFePO 4 양극을 사용한 전지(full cell )는 0.2 C에서 300 사이클 동안 약 ≈95%의 용량과 99.999%의 콜롬 효율을 유지했다. 본 연구는 Li-금속 배터리에서 COF 기반 SSE를 개발하기 위해 분자 및 구조 공학을 통합하는 것의 중요성을 보여준다.
https://doi.org/10.1002/aenm.202504143
Faraday efficiency
Electrolyte
Ionic conductivity
Electrochemistry
Conductivity
Lithium (medication)
Ion
Cathode
2
Article
|
·
인용수 9
·
2023
G‐Quadruplex‐Filtered Selective Ion‐to‐Ion Current Amplification for Non‐Invasive Ion Monitoring in Real Time
Hyebin Yoo, Hyun‐Ro Lee, Soon‐Bo Kang, Juhwa Lee, Kunwoong Park, Hyunjae Yoo, Jinmin Kim, Taek Dong Chung, Kyung‐Mi Lee, Hyun–Ho Lim, Chang Yun Son, Jeong‐Yun Sun, Seung Soo Oh
IF 27.4 (2023)
Advanced Materials
생체 세포 구형체(spheroid)에서의 유출(efflux) 모니터링은 최소한의 크로스토크로 달성되며, 특히 삼투성 쇼크로 유발된 괴사 및 약물-해독제 동역학을 식별하는 데에 초점을 둔다.
https://doi.org/10.1002/adma.202303655
Ion
Materials science
Biophysics
Ion current
Lipid bilayer
Ion channel
Membrane
Ion transporter
Nanotechnology
Analytical Chemistry (journal)
3
Article
|
·
인용수 36
·
2022
Superionic Bifunctional Polymer Electrolytes for Solid‐State Energy Storage and Conversion
Ruiyang Wang, Seungwon Jeong, Hyeonseong Ham, Jihoon Kim, Hojun Lee, Chang Yun Son, Moon Jeong Park
IF 29.4 (2022)
Advanced Materials
또한 25 °C에서 ≈100 MPa에 이르는 높은 저장 탄성률을 가지며, 연성 구동기(소프트 액추에이터)와 리튬 금속 배터리에 성공적으로 적용될 수 있다.
https://doi.org/10.1002/adma.202203413
Materials science
Bifunctional
Polymer electrolytes
Energy storage
Electrolyte
Polymer
Solid-state
Fast ion conductor
Nanotechnology
Chemical engineering
최신 정부 과제
15
과제 전체보기
1
2025년 9월-2027년 9월
|20,000,000
생체모방형 과불화화합물 미함유 전해질의 이온전도 메커니즘 규명을 위한 한-오스트리아 국제협력 연구
친환경 규제를 대비한 과불화화합물을 포함하지 않는 차세대 연료전지용 고분자 전해질막 설계를 위한 실험-이론 융합형 한국-오스트리아 국제공동연구 협력기반 조성
고분자전해질막
수소연료전지
수소이온 교환막
분자동역학 시뮬레이션
과불화 알킬물질 제외
2
2025년 9월-2027년 9월
|5,000,000
생체모방형 과불화화합물 미함유 전해질의 이온전도 메커니즘 규명을 위한 한-오스트리아 국제협력 연구
친환경 규제를 대비한 과불화화합물을 포함하지 않는 차세대 연료전지용 고분자 전해질막 설계를 위한 실험-이론 융합형 한국-오스트리아 국제공동연구 협력기반 조성
고분자전해질막
수소연료전지
수소이온 교환막
분자동역학 시뮬레이션
과불화 알킬물질 제외
3
2024년 4월-2034년 4월
|191,306,000
차원경계 소재합성을 위한 전주기율표 대응 신개념 계면 반응동역학 이론
차세대 에너지/반도체/센서 소재 디자인을 위한 신개념 계면 반응동역학 이론의 개발 및 이를 토대로 한 차원경계를 포함한 나노소재 및 유/무기 복합 분자소재의 개발
계면 반응 동역학 이론
분자동역학 시뮬레이션
계면 결정생성
소재합성
유기 반도체 복합소재