고성능 흡탈착 구조체 개발은 차세대 에너지 시스템의 효율성과 환경적 지속가능성을 동시에 달성하기 위한 핵심 연구 분야입니다. 본 연구실에서는 흡착 및 탈착 현상을 극대화할 수 있는 새로운 구조체와 소재를 개발하여, 냉난방기, 탄소 포집 장치, 그리고 열 에너지 저장 시스템 등 다양한 응용 분야에 적용하고 있습니다. 이를 위해 금속-유기 골격체(MOF), 그래핀 에어로젤 등 첨단 소재를 활용하여 높은 표면적과 우수한 열 및 물질 전달 특성을 갖는 구조체를 설계하고 있습니다. 특히, 흡탈착 구조체의 미세구조를 정밀하게 제어함으로써, 흡착제의 용량과 반응 속도를 크게 향상시키고, 에너지 전달 효율을 극대화하는 것이 주요 목표입니다. 실험적 연구와 더불어 수치 해석 및 최적화 기법을 병행하여, 실제 시스템에 적용 가능한 고효율 구조체를 개발하고 있습니다. 최근에는 동결 주조, 이온성 액체 개질, 나노복합체 설계 등 다양한 공정 기술을 도입하여 소재의 성능을 극대화하고 있습니다. 이러한 연구는 탄소 중립 실현을 위한 탄소 포집 및 저장(CCS) 기술, 저온 열 에너지 저장, 친환경 냉난방 시스템 등 다양한 미래 에너지 기술의 핵심 기반이 됩니다. 또한, 본 연구실에서 개발한 흡탈착 구조체는 국내외 특허로도 보호받고 있으며, 실제 산업 현장에 적용될 수 있도록 기술 이전 및 상용화 연구도 활발히 진행되고 있습니다.

친환경 모빌리티와 첨단 전자기기의 열관리 기술은 에너지 효율성과 시스템 신뢰성 향상을 위해 필수적인 연구 분야입니다. 본 연구실에서는 전기 구동 비행체, 전기차, 드론 등 차세대 친환경 모빌리티의 핵심 부품에 적용 가능한 열관리 설계 기술을 개발하고 있습니다. 이를 위해 다공성 구조체, 고성능 열전도성 소재, 그리고 첨단 열 인터페이스 재료(TIM) 등을 활용하여, 열의 효과적인 분산과 제어를 실현하고 있습니다. 특히, 그래핀 에어로젤, 금속-유기 골격체 기반 복합소재 등 혁신적인 소재를 적용한 방열 구조체와 히트싱크 설계에 집중하고 있습니다. 실험적 접근과 함께 유동 및 열전달 해석, 위상 최적화(topology optimization) 등 첨단 시뮬레이션 기법을 활용하여, 실제 환경에서의 성능을 극대화할 수 있는 설계 솔루션을 제시하고 있습니다. 또한, 전자기기 냉각, 배터리 열관리, 태양광 열전 발전기 등 다양한 응용 분야에 맞춘 맞춤형 열관리 시스템을 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 에너지 손실 최소화, 시스템 수명 연장, 그리고 안전성 확보에 크게 기여하며, 미래 친환경 모빌리티와 고성능 전자기기의 상용화에 중요한 역할을 합니다. 본 연구실의 열관리 설계 기술은 국내외 학술지 및 특허를 통해 그 우수성이 입증되고 있으며, 산업체와의 협력을 통해 실제 제품 개발 및 상용화로 이어지고 있습니다.

미세구조 제어를 통한 물성 구현 기술은 소재의 열적, 기계적, 이온 전달 특성을 정밀하게 조절하여 다양한 첨단 응용 분야에 최적화된 성능을 구현하는 데 중점을 두고 있습니다. 본 연구실에서는 금속-유기 골격체, 그래핀 에어로젤, 고분자 복합체 등 다양한 소재의 미세구조를 조절함으로써, 열전도도, 기계적 강도, 이온 전달 특성 등 원하는 물성을 구현하는 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 동결 주조, 증기상 침투, 나노입자 도입 등 다양한 공정 기술을 활용하여 소재 내부의 미세구조를 정밀하게 설계하고, 이를 통해 열 및 물질 전달 현상을 효과적으로 제어하고 있습니다. 이러한 연구는 에너지 저장 장치, 열전소자, 센서, 배터리 등 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 소재의 성능을 극대화하는 데 중요한 역할을 합니다. 또한, 실험적 연구와 더불어 분자 동역학 시뮬레이션, 수치 해석 등 이론적 접근을 병행하여 미세구조와 물성 간의 상관관계를 심층적으로 분석하고 있습니다. 이와 같은 미세구조 제어 및 물성 구현 기술은 차세대 에너지 시스템, 고성능 전자기기, 친환경 모빌리티 등 다양한 산업 분야에서 요구되는 맞춤형 소재 개발에 핵심적인 역할을 하며, 본 연구실의 다학제적 협력 연구를 통해 지속적으로 발전하고 있습니다.