본 연구실은 탄소섬유와 나노섬유를 기반으로 한 차세대 에너지 저장 소재 개발에 중점을 두고 있습니다. 특히 슈퍼커패시터, 이차전지, 연료전지 등 다양한 에너지 저장 장치의 성능을 극대화하기 위한 소재 설계 및 합성 기술을 연구합니다. 이를 위해 전기방사, 열처리, 화학적 도핑, 금속 산화물 및 고분자 복합화 등 다양한 공정 기술을 활용하여 고성능, 고내구성, 고유연성의 전극 소재를 개발하고 있습니다. 탄소섬유는 높은 전기전도성과 기계적 강도를 동시에 갖추고 있어 에너지 저장 장치의 전극 소재로 각광받고 있습니다. 본 연구실에서는 바이오매스 유래 탄소소재, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 기반 탄소섬유, 리그닌 및 기타 친환경 전구체를 활용한 탄소섬유 합성 및 구조 제어에 관한 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 또한, 금속 산화물(예: NiCo2O4, Fe2O3 등) 및 전도성 고분자(폴리아닐린, 폴리피롤 등)와의 복합화를 통해 전기화학적 특성을 극대화하고, 바인더 프리 3차원 다공성 전극 구조를 구현하여 에너지 밀도와 출력 특성을 동시에 향상시키고 있습니다. 이러한 연구는 슈퍼커패시터의 고용량화, 고속 충방전, 장기 내구성 확보 등 실질적 응용에 초점을 맞추고 있습니다. 최근에는 투명하고 유연한 전극 소재, 바이오매스 기반 친환경 활성탄, 재활용 탄소섬유 활용 등 지속가능한 소재 개발에도 주력하고 있습니다. 본 연구실의 연구 성과는 에너지 저장 장치의 상용화 및 친환경 미래 에너지 사회 구현에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

유연하고 투명한 전극은 차세대 디스플레이, 웨어러블 전자기기, 스마트 윈도우, 센서 등 다양한 첨단 산업 분야에서 필수적인 요소입니다. 본 연구실은 나일론 나노섬유, 셀룰로오스 아세테이트, 은 나노와이어, 전도성 고분자(PANi, PEDOT:PSS) 등 다양한 소재를 조합하여 투명성과 전기전도성, 기계적 유연성을 동시에 갖춘 복합 전극을 개발하고 있습니다. 진공 여과, 몰드 트랜스퍼, 스핀코팅 등 다양한 공정기술을 통해 대면적, 고균일성, 고내구성의 유연 투명 전극을 구현하고 있습니다. 특히, 본 연구실은 폴더블 및 롤러블 디스플레이, 스마트 윈도우, 투명 슈퍼커패시터 등 미래형 전자소자에 적용 가능한 초박막, 초유연 전극 개발에 주력하고 있습니다. 또한, 스마트 소재 분야에서는 형상기억 고분자, pH 감응 센서, 바이오센서 등 다양한 기능성 복합소재를 연구합니다. 예를 들어, 천연 색소를 이용한 친환경 pH 센서, 실리콘 코팅 나노섬유 기반 형상기억 소재, 나노입자 복합 바이오센서 등 혁신적 소재 및 소자 개발을 통해 헬스케어, 환경, 에너지, 바이오 분야로의 응용을 확대하고 있습니다. 이러한 연구는 소재의 구조-물성-기능 상관관계에 대한 심층적 이해를 바탕으로, 실제 산업 현장에서 요구되는 고성능, 고신뢰성, 친환경 소재 및 소자 개발에 기여하고 있습니다. 다양한 특허 및 기술이전, 산학협력 프로젝트를 통해 연구성과의 실용화와 산업적 파급효과를 극대화하고 있습니다.