본 연구실은 리튬 이차전지의 성능과 안전성을 극대화하기 위한 기능성 전해질의 설계에 중점을 두고 있습니다. 리튬 이차전지는 모바일 기기, 전기자동차, 에너지 저장장치 등 다양한 분야에서 핵심적인 역할을 하고 있으며, 전해질의 특성은 전지의 수명, 출력, 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다. 본 연구실에서는 유기 전해질, 고분자 전해질, 이온성 액체 등 다양한 전해질 시스템을 개발하고, 이들의 전기화학적 특성을 체계적으로 분석하여 최적의 조성 및 첨가제를 도출하고 있습니다. 특히 전극 표면에서 형성되는 고체 전해질 계면(SEI) 층의 형성과 성장 메커니즘을 심도 있게 연구하고 있습니다. SEI 층은 전지의 충방전 과정에서 전극과 전해질 사이에 형성되어 전지의 효율과 수명에 결정적인 역할을 합니다. 본 연구실은 다양한 분석기법과 이론적 모델링을 통해 SEI 층의 구조, 조성, 전기화학적 특성을 규명하고, 이를 바탕으로 덴드라이트 성장 억제, 고출력 및 고안전성 전지 개발에 기여하고 있습니다. 이와 더불어, 전해질의 난연성 향상, 저온 및 고온 특성 개선, 고전압 적용 등 차세대 리튬 이차전지의 요구에 부합하는 혁신적 전해질 시스템을 지속적으로 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 다수의 특허와 논문으로 이어지고 있으며, 산업계와의 협력을 통해 실제 제품화 및 상용화에도 적극적으로 기여하고 있습니다.

고분자 박막과 이를 기반으로 한 수퍼커패시터용 고분자 전해질 개발은 본 연구실의 또 다른 핵심 연구 분야입니다. 고분자 박막은 전기화학 소자, 연료전지, 전기광학 필름 등 다양한 첨단 소재 분야에서 필수적인 역할을 하며, 본 연구실은 박막의 합성, 구조 제어, 기능성 부여에 대한 체계적인 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 박막의 두께, 표면 특성, 전기적 및 기계적 특성의 정밀 제어를 통해 고성능 전기화학 소자 개발에 주력하고 있습니다. 수퍼커패시터용 고분자 전해질은 높은 이온 전도도, 우수한 열적/기계적 안정성, 넓은 전압 창 등 다양한 요구 조건을 만족해야 합니다. 본 연구실은 겔 고분자 전해질, 전기화학 커패시터용 기능성 전해질, 박막 배터리용 전해질 등 다양한 고분자 전해질 시스템을 개발하고, 이들의 전기화학적 성능을 평가하고 있습니다. 이를 통해 고온, 저온, 고전압 등 극한 환경에서도 안정적으로 동작하는 차세대 에너지 저장 소자 개발에 기여하고 있습니다. 또한, 고분자 박막 및 전해질의 실제 소자 적용을 위한 공정 기술, 대면적 제조, 내구성 향상 등 실용화 연구도 활발히 진행 중입니다. 이러한 연구 성과는 국내외 특허 출원과 산업체 기술 이전으로 이어지고 있으며, 미래 에너지 및 전자소자 산업의 혁신을 선도하고 있습니다.

본 연구실은 유기 전기화학을 기반으로 한 새로운 합성법 개발 및 친환경 전기화학 공정 연구에도 집중하고 있습니다. 유기 전기화학은 전기 에너지를 이용하여 유기 분자의 산화·환원 반응을 유도하는 기술로, 기존의 화학적 합성법에 비해 친환경적이고 에너지 효율이 높다는 장점이 있습니다. 본 연구실은 다양한 유기 전해질, 촉매, 반응 시스템을 설계하여 고부가가치 유기화합물, 기능성 고분자, 생분해성 플라스틱 소재 등을 전기화학적으로 합성하는 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 그린 유기 전기화학을 실현하기 위해 무독성 용매, 저에너지 공정, 재생 가능한 원료 사용 등 지속가능한 합성법 개발에 주력하고 있습니다. 이와 더불어, 전기화학적 반응 메커니즘 해석, 반응 경로 최적화, 반응 효율 및 선택성 향상을 위한 다양한 분석 및 시뮬레이션 기법을 활용하고 있습니다. 이러한 연구는 환경오염 저감, 에너지 절감, 자원 순환 등 사회적 요구에 부응하는 친환경 화학 산업 발전에 중요한 기여를 하고 있습니다. 또한, 본 연구실은 유기 전기화학을 활용한 신소재 개발, 바이오매스 전환, 전기화학적 센서 및 촉매 개발 등 다양한 응용 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 이를 통해 미래 친환경 화학공정 및 에너지 소재 분야에서 선도적인 연구 역량을 확보하고 있습니다.