Yoo Research Group

화학분자공학과
유원철

에너지 저장 및 전환 신소재 연구실(LAMESC)은 지구온난화와 에너지 위기라는 인류의 당면 과제를 해결하기 위해 첨단 소재의 합성, 구조 제어, 응용 연구에 집중하고 있습니다. 본 연구실은 유-무기 나노복합체, 기능성 나노에너지복합체, 계층적 다공성 나노구조체 등 혁신적인 신소재를 개발하여, 차세대 리튬이온 배터리, 리튬메탈 배터리, 아연메탈 배터리 등 다양한 에너지 저장 장치에 적용하고 있습니다. 소재의 구조와 화학적 특성을 정밀하게 제어함으로써, 고에너지 밀도, 장기 내구성, 우수한 전기화학적 성능을 동시에 달성하는 데 주력하고 있습니다. 연구실은 기존 백금계 촉매를 대체할 수 있는 비백금계 산소환원촉매(ORR) 개발에도 선도적인 역할을 하고 있습니다. Fe, Si, N이 공동 도핑된 탄소 기반 단원자 촉매, 바이오매스 유래 탄소, 이종원소 도핑 탄소 등 다양한 소재를 활용하여, 연료전지, 아연-공기 전지 등 고효율·저비용 친환경 에너지 변환 시스템을 구현하고 있습니다. 또한, 계층적으로 상호연결된 다공성 탄소 구조체, MOF 유래 금속산화물@탄소 복합체, 이온겔 기반 전고체 슈퍼커패시터 등 혁신적인 소재와 구조 설계를 통해, 플렉서블 및 신축성 슈퍼커패시터 개발에도 앞장서고 있습니다. 대기 중 물 수확(Atmospheric Water Harvesting, AWH) 기술 개발 역시 연구실의 핵심 분야입니다. MOF 기반 흡착제, 폴리아닐린 및 플루오로페닐 복합체 등 기능성 소재를 활용하여, 낮은 습도에서도 빠른 흡착과 효율적인 물 수확이 가능한 신소재를 개발하고 있습니다. 태양광 구동 대기 중 물 수확 시스템, 대면적 실외 장치 개발, 실제 야외 테스트 등 실용화 연구도 활발히 진행 중이며, 물 부족 문제 해결에 실질적으로 기여하고 있습니다. 이 밖에도, 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4) 등 온실가스 및 유해가스의 선택적 흡착/분리 소재, 금속이온 흡착제, 바이오매스 유래 친환경 탄소 소재 등 다양한 환경·에너지 응용 연구를 수행하고 있습니다. 소재의 기공 구조, 표면 극성, 이종원소 도핑 등 미세 구조 제어를 통해, 뛰어난 선택성과 흡착 용량을 갖춘 신소재를 지속적으로 개발하고 있습니다. 연구실은 소재 합성부터 전극 및 소자 제작, 전기화학적 특성 평가, 실제 응용까지 전주기적 연구를 수행하며, 관련 특허, 논문, 산학협력 과제를 통해 국내외 에너지 소재 및 소자 분야의 혁신을 주도하고 있습니다. 창의적이고 도전적인 연구 인재들과 함께, 지속가능한 에너지 사회 실현과 환경 문제 해결에 앞장서고 있습니다.