Computational Catalysis and Energy Materials Design Laboratory

인하대학교 본교(제1캠퍼스)
함형철 교수 화학공학과

Chemical Engineering

화학공학

연구실 소개

컴퓨테이셔널 촉매 및 에너지 소재 설계 연구실은 화학공학과에 소속되어 있으며, 탄소 중립 실현을 위한 핵심 에너지 소재 기술 개발을 목표로 하고 있습니다. 본 연구실은 계산과학을 활용하여 나노촉매 설계, 다금속 시스템의 나노촉매 기초 연구, 이종 원자 간 상호작용의 역할 연구 등을 수행하고 있습니다. 특히, 수소 생산을 위한 Pd 기반 촉매 설계, 바이오매스를 활용한 재생 가능 수소 생산, 연료 전지를 이용한 전기 생산 등의 연구에서 두각을 나타내고 있습니다. 최근 3년간 다수의 논문 발표와 특허 출원을 통해 연구 성과를 입증하였으며, 머신 러닝을 활용한 재료 발견 연구에서도 활발한 활동을 하고 있습니다.

계산 촉매

수소 생산

페로브스카이트 촉매

재료 발견을 위한 머신 러닝

연구 분야

이중 원자 기반 그래핀 전기촉매를 이용한 선택적 이산화탄소 환원 반응 연구

이산화탄소를 선택적으로 환원하여 C3 이상의 고부가가치 화합물을 생산하기 위한 연구가 진행되고 있습니다. N6-그래핀 기반 전기촉매에 이중 원자를 고정하여 이산화탄소 환원 반응(CO2RR)의 선택성과 효율을 높이는 방법을 탐구합니다. 이 연구는 밀도 범함수 이론(DFT), 원자 규모 분자 동역학(AIMD), 기계 학습(ML) 접근 방식을 통해 촉매의 특성을 상세히 분석합니다. 이를 통해 산업적으로 유용한 화합물을 보다 효율적으로 생산할 수 있는 가능성을 모색합니다.

수소 생산을 위한 비귀금속 촉매 설계 및 응용

환경 친화적인 수소 생산 기술 개발을 목표로 비귀금속 기반 촉매의 설계와 응용에 대한 연구가 이루어지고 있습니다. 다양한 비귀금속 촉매를 이용하여 암모니아 분해, 바이오매스 활용, 메탄 개질 등의 방법을 통해 재생 가능한 수소를 생산하는 기술을 발전시키고 있습니다. 이 과정에서 밀도 범함수 이론(DFT)을 활용하여 촉매의 성능을 최적화하고, 기계 학습을 통해 새로운 촉매를 예측하고 설계하는 방법을 도입하여 효율성을 더욱 높이고 있습니다.