RnDCircle Logo
심지훈 연구실
포항공과대학교 화학과
심지훈 교수
기본 정보
연구 분야
프로젝트
발행물
구성원

심지훈 연구실

포항공과대학교 화학과 심지훈 교수

심지훈 연구실은 제일원리 전자구조 계산과 동적평균장이론을 기반으로 강상관 전자계, 자성체, 초전도체, 위상물질의 양자물성을 해석하며, 이를 열전재료·에너지소재·반데르발스 자석물질·영구자석 등 차세대 기능성 소재 설계와 고속 스크리닝으로 확장하는 계산 중심의 응집물질 연구를 수행하고 있다.

대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
제일원리 기반 전자구조 계산과 상관 전자계 연구 thumbnail
제일원리 기반 전자구조 계산과 상관 전자계 연구
주요 논문
3
논문 전체보기
1
article
|
hybrid
·
인용수 10
·
2024
In-situ probing polarization-induced stability of single-atom alloy electrocatalysts in metal-air battery via synchrotron-based X-ray diffraction
Chandran Balamurugan, Young Yong Kim, Yong‐Ryun Jo, Kyusang Cho, Byoungwook Park, Woochul Kim, Namsoo Lim, Yusin Pak, Hyeonghun Kim, Hyeonryul Lee, Keun Hwa Chae, Ji Hoon Shim, Changhoon Lee, Sooncheol Kwon
IF 21.1
Applied Catalysis B: Environmental
In this work, a novel single-atom alloy electrocatalyst (SAAE) was developed for enhanced electrocatalysis in next-generation energy technologies. The catalyst, composed of single-atom Rh and bulk Ni on FeV3O8 support, overcomes challenges related to stability and efficiency in electrochemical reactions. The work function difference between Rh and Ni, as confirmed by computational and synchrotron-based analysis, facilitates superior electric polarization and ohmic contact with FeV3O8. The FeV3O8@RhNi demonstrates outstanding performance in oxygen reduction reactions (ORRs) and oxygen evolution reactions (OERs), with high half-wave potential (0.90 V) and low overpotential (120 mV at 10 mA cm−2). In zinc-air batteries, it maintains a stable discharge–charge voltage gap, specific capacity of 810 mAh·g−1, peak power density of 186 mW·cm−2 at 320 mA·cm−2, and cycle stabilities exceeding 859 h at 10 mA·cm−2. The catalyst also proves its durability in flexible zinc–air batteries, indicating its potential for efficient electrocatalytic reactions in emerging energy technologies.
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.124072
Overpotential
Electrocatalyst
Materials science
Ohmic contact
Battery (electricity)
Electrochemistry
Oxygen evolution
Synchrotron
Polarization (electrochemistry)
Nanotechnology
2
article
|
hybrid
·
인용수 13
·
2023
High-performance rechargeable metal–air batteries enabled by efficient charge transport in multielement random alloy electrocatalyst
Chandran Balamurugan, Changhoon Lee, Kyusang Cho, Jehan Kim, Byoungwook Park, Woochul Kim, Namsoo Lim, Hyeonghun Kim, Yusin Pak, Keun Hwa Chae, Ji Hoon Shim, Sooncheol Kwon
IF 21.1
Applied Catalysis B: Environmental
The integration of bifunctionally active sites of multielement random alloy catalysts with other metal oxide electrocatalysts is a promising strategy for efficient electrochemical reactions. In this study, a novel combination of virtual crystal approximation and hydrothermal synthesis was used to investigate the composition-dependent structure and electrical property in a Ag1−xNix catalyst. The combination showed that a hexagonal closed-packed structure of Ag1−xNix with a compositional ratio of 6:4 (Ag:Ni) had electrical conductivity of ∼2 × 107 S∙cm−1 and an ionization potential of − 5.4 eV. Furthermore, the bifunctional oxygen electrocatalytic efficiencies of Ag0.6Ni0.4 were improved by forming a heterointerface with the CoNb2O6 electrocatalyst, resulting in a discharge-charge voltage gap of 0.81 V over 587 h, peak power density of 178.9 mW∙cm−2, and specific capacity of 806.8 mA∙h∙g−1 in a zinc–air battery. This approach was applied to pouch-type zinc–air batteries, resulting in long-term stability of over 158.6 h at 10 mA∙cm−2.
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122631
Electrocatalyst
Bifunctional
Materials science
Alloy
Battery (electricity)
Electrochemistry
Oxide
Chemical engineering
Zinc
Catalysis
3
article
|
인용수 93
·
2022
Tunable spin injection and detection across a van der Waals interface
Keun-Hong Min, Duk Hyun Lee, Sang‐Jun Choi, In‐Ho Lee, Junho Seo, Dongwook Kim, Kyung‐Tae Ko, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Dong Han Ha, Changyoung Kim, Ji Hoon Shim, Jonghwa Eom, Jun Sung Kim, Suyong Jung
IF 38.5
Nature Materials
https://doi.org/10.1038/s41563-022-01320-3
Spintronics
van der Waals force
Condensed matter physics
Materials science
Ferromagnetism
Spin polarization
Heterojunction
Spin (aerodynamics)
Magnetoresistance
Optoelectronics
정부 과제
33
과제 전체보기
1
2024년 6월-2028년 12월
|750,000,000
반도체 핫스팟용 마이크로 고속 능동 냉각 소재 및 소자 개발
본 연구과제는 기존의 반도체 수동 냉각 (passive cooling)을 통한 반도체 방열 전략에서 탈피하여, 초고속 마이크로 열전 펠티어 능동 냉각 소재/소자의 개발을 통해 고발열 반도체의 방열 특성을 극대화하는 실증적 전략을 제시하는 것을 목표로 함. 이를 위한 세부 목표는 다음과 같음● 신규 열전 냉각 소재 개발:p/n형 소재 열기전력: ≥ 55 μW...
열전 능동 냉각
반도체
고열전도도
3D 프린팅
마이크로 소자
2
2024년 6월-2028년 12월
|1,425,000,000
반도체 핫스팟용 마이크로 고속 능동 냉각 소재 및 소자 개발
본 연구과제는 기존의 반도체 수동 냉각 (passive cooling)을 통한 반도체 방열 전략에서 탈피하여, 초고속 마이크로 열전 펠티어 능동 냉각 소재/소자의 개발을 통해 고발열 반도체의 방열 특성을 극대화하는 실증적 전략을 제시하는 것을 목표로 함. 이를 위한 세부 목표는 다음과 같음● 신규 열전 냉각 소재 개발:p/n형 소재 열기전력: ≥ 55 μW...
열전 능동 냉각
반도체
고열전도도
3D 프린팅
마이크로 소자
3
2024년 4월-2026년 12월
|167,924,000
제1원리 계산에 기반한 고속대량스크리닝 방법을 적용하여 상온에서 작동하는 새로운 반데르발스 자석물질에 대한 구조 및 물성 예측
제일원리 계산에 기반한 구조 예측 기법인 Ab Initio Random Structure Searching (AIRSS, 해외과학자 담당)과 연구책임자의 전공분야인 동적평균장이론 (Dynamical Mean Field Theory)를 접목한 방법론 (AIRSS+DMFT)에 대한 개발을 완료하고, 실험과의 공동연구를 통해 상온이상의 전이온도를 갖는 새로운 2...
제일 원리 계산
신물질 구조 예측
저차원 상온 자성
국제 협력
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2022비 네오디뮴(Nd) 영구자성재료 및 이를 이용한 영구자석1020220144421
등록2017열전 재료1020170084950
등록2016유-무기 복합체를 포함하는 열전 소자 및 그 제조 방법1020160093201
전체 특허

비 네오디뮴(Nd) 영구자성재료 및 이를 이용한 영구자석

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220144421

열전 재료

상태
등록
출원연도
2017
출원번호
1020170084950

유-무기 복합체를 포함하는 열전 소자 및 그 제조 방법

상태
등록
출원연도
2016
출원번호
1020160093201