정지훈 연구실
화학공학과 정지훈
정지훈 연구실은 신소재화학공학부 소속으로, 촉매화학공학을 중심으로 한 첨단 에너지 및 환경 소재 연구에 매진하고 있습니다. 연구실의 주요 연구 분야는 연료의 촉매 분해, 수소 생산 및 저장, 나노구조 신소재 개발, 광촉매 및 환경 정화 기술 등으로, 이론적 연구와 실용화 기술 개발을 동시에 추구하고 있습니다.
특히, 수소화붕산나트륨(NaBH4), 암모니아 보레인 등 화학수소화합물을 활용한 수소 저장 및 발생 시스템 개발에 있어 국내외적으로 선도적인 위치를 차지하고 있습니다. 메탈폼, 중공사, 마이크로리스형 지지체 등 다양한 촉매 지지체의 표면 개질 및 코팅 기술을 통해 연료의 흡열분해 반응 특성을 극대화하고, 반응기 내구성 향상 및 고효율 수소 생산을 실현하고 있습니다.
또한, 이산화티탄(TiO2) 나노튜브, 알루미나 나노튜브, 바나듐계 촉매 등 나노구조 신소재의 합성과 특성 분석을 통해 고효율 광촉매 및 에너지 소재를 개발하고 있습니다. 이러한 소재들은 염료감응 태양전지, 고방열 융복합 신소재, 고효율 분리막 등 다양한 첨단 산업 분야에 적용되고 있습니다.
연구실은 국방과학연구소, 민군협력진흥원, 산업통상자원부 등 다양한 기관과의 산학협력 및 대형 국책과제를 수행하며, 관련 특허와 논문 발표를 통해 연구 성과를 국내외에 널리 알리고 있습니다. 또한, 실험실에서 개발된 기술을 산업 현장에 적용하기 위한 기술이전 및 상용화 연구도 활발히 이루어지고 있습니다.
정지훈 연구실은 앞으로도 친환경 에너지 전환, 미래 에너지 시스템 구축, 환경 문제 해결을 위한 혁신적 소재 및 공정 기술 개발에 앞장서며, 신소재화학공학 분야의 학문적·산업적 발전에 기여할 것입니다.
Graphene Nanocomposites
Polymer Nanocomposites
Shape Memory Polymers
촉매화학공학을 통한 연료 분해 및 수소 생산 기술
정지훈 연구실은 촉매화학공학을 기반으로 다양한 연료의 분해와 수소 생산 기술 개발에 주력하고 있습니다. 최근 연구에서는 수소화붕산나트륨(NaBH4)과 암모니아 보레인(Ammonia Borane) 등 화학수소화합물을 이용한 수소 저장 및 발생 시스템을 개발하고 있으며, 이를 위해 열분해 및 가수분해 반응의 효율을 극대화하는 촉매 설계에 집중하고 있습니다. 이러한 연구는 고효율, 고용량의 수소 저장체 개발과 더불어, 무인항공기(드론) 등 차세대 에너지 시스템에 적용 가능한 수소연료 기술의 실용화에 기여하고 있습니다.
특히, 메탈폼, 중공사, 마이크로리스형 지지체 등 다양한 촉매 지지체의 표면 개질 및 코팅 기술을 통해 연료의 흡열분해 반응 특성을 향상시키고, 반응기 내구성 증진을 위한 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 이를 통해 액체연료의 고온분해 및 점화특성 평가, 연료흐름 관벽 및 메탈폼 코팅 촉매의 흡열량 향상 등 실제 산업 현장에 적용 가능한 기술적 해법을 제시하고 있습니다.
이러한 촉매 기반 연료 분해 및 수소 생산 연구는 국방과학연구소, 민군협력진흥원 등 다양한 기관과의 협력 하에 대형 프로젝트로 진행되고 있으며, 관련 특허와 논문 발표를 통해 국내외적으로 높은 평가를 받고 있습니다. 앞으로도 친환경 에너지 전환과 미래 에너지 시스템 구축에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다.
나노구조 신소재 및 광촉매 개발
연구실은 나노구조 신소재와 광촉매 개발에도 오랜 기간 집중해왔습니다. 이산화티탄(TiO2) 나노튜브 및 박막, 알루미나 나노튜브, 바나듐계 촉매 등 다양한 무기 나노소재의 합성 및 특성 분석을 통해, 고효율 광촉매 및 에너지 소재를 개발하고 있습니다. 특히, 양극산화, 솔-젤, 스퍼터링 등 다양한 공정기술을 활용하여 나노구조체의 표면적, 기공구조, 전기화학적 특성을 정밀하게 제어함으로써, 촉매 반응성과 내구성을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다.
이러한 나노소재는 염료감응 태양전지, 고방열 융복합 신소재, 고효율 분리막 등 다양한 응용 분야에 활용되고 있습니다. 예를 들어, 티타니아 나노튜브 기반의 광촉매는 수소 생산, VOC(휘발성유기화합물) 분해, 폐수 처리 등 환경 및 에너지 분야에서 탁월한 성능을 보이고 있습니다. 또한, 바나듐, 니켈, 크롬 등 전이금속을 도입한 복합막 및 촉매는 선택적 산화, 가스 분리, 고온 연료 분해 등 고부가가치 공정에 적용되고 있습니다.
연구실은 이러한 나노구조 신소재의 대량 합성, 표면 개질, 기능성 향상에 관한 연구를 지속적으로 수행하며, 관련 특허와 기술이전, 산학협력 프로젝트를 통해 산업적 파급효과를 확대하고 있습니다. 미래 에너지 및 환경 문제 해결을 위한 혁신적 소재 기술 개발에 중추적인 역할을 하고 있습니다.
1
Decomposition of Thermally Stable Fuel Using a Cerium-Modified Zeolite Catalyst and Endothermic Characteristics
정지훈, 김나리, 박찬호, 조수빈, 정병훈
ACS OMEGA, 2023
2
Endothermic Cracking of n-Dodecane in a Flow Reactor using Washcoated Activated Carbon on Metal Foam
정지훈, 문정인, 김나리, 정병훈
ACS OMEGA, 2022
3
Heat-Induced Dry Hydrolysis of Sodium Borohydride/Oxalic Acid Dihydrate Composite for Hydrogen Production
정지훈, 진준형, 신승훈, 김윤경
ACS OMEGA, 2022
1
화학수소화물(NaBH4) 기반 100kW급 수소 저장/발생 시스템 개발
2
액체연료 고온분해 및 점화특성 시험 평가 연구
3
관벽 또는 메탈폼 코팅 촉매의 액체연료 흡열분해 반응 특성 및 반응기 내구성 증진 연구