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태양에너지 및 환경소재 연구실 (Advanced Solar Energy and Environmental Materials Lab)
영남대학교 본교(제1캠퍼스) 화학공학부 김우경 교수
태양전지
CIGS 박막
에어로겔
연구 영역
기본 정보
논문·특허
과제
구성원

태양에너지 및 환경소재 연구실 (Advanced Solar Energy and Environmental Materials Lab)

영남대학교 본교(제1캠퍼스) 화학공학부 김우경 교수

고급 태양에너지 및 환경소재 연구실은 영남대학교 화학공학부 소속으로, 지속 가능한 에너지 기술과 환경 친화적 소재 개발에 중점을 두고 있습니다. 본 연구실은 신재생 에너지와 환경 정화 분야에서 요구되는 첨단 나노소재와 공정을 개발하며, 태양전지, 수소 생산, 그리고 환경 복원을 위한 혁신적인 기술 연구에 매진하고 있습니다. 연구의 초점은 경제성과 효율성을 갖춘 기술 개발에 맞추어져 있으며, 이를 통해 산업적 적용 가능성을 높이고 있습니다. 연구실은 특히 차세대 태양전지 기술 개발에 선도적인 역할을 하고 있습니다. CIGS 박막태양전지, 양면수광형 태양전지, 투명 전도성 산화물(TCO) 등의 연구를 통해 높은 효율과 경제성을 동시에 갖춘 기술을 구현하고 있습니다. 또한, 모듈 효율을 높이고 출력 저하를 방지하기 위한 공정 최적화 연구를 진행하며, 태양광 발전의 미래를 이끄는 데 기여하고 있습니다. 뿐만 아니라, 금속 도핑과 에어로겔 구조체 설계와 같은 나노소재 기반 기술을 활용하여 에너지 저장 및 환경 정화 기술에도 성과를 내고 있습니다. 나노 에어로겔 전극과 촉매를 개발해 고효율 수소 생산과 폐수 처리 기술을 혁신하고 있으며, 이러한 연구는 글로벌 환경 문제 해결에 중요한 역할을 하고 있습니다. 연구진은 이를 통해 에너지와 환경 분야에서 지속 가능한 발전을 추구하고 있습니다. 산학 협력과 국제 공동 연구를 통해 기술 상용화와 연구 성과의 실질적 활용을 적극적으로 추진하고 있습니다. 연구실은 국내외 기업과 협력하며, 태양광, 에너지 저장, 환경 정화 등의 분야에서 응용 가능한 기술을 상용화하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 이러한 활동은 연구실을 신재생 에너지와 환경 소재 분야의 글로벌 연구 거점으로 성장시키는 기반이 되고 있습니다. 고급 태양에너지 및 환경소재 연구실은 창의적이고 도전적인 연구 환경을 바탕으로 첨단 소재와 공정 개발을 통해 지속 가능한 미래를 설계하고 있습니다. 연구실은 국가적 및 국제적 에너지·환경 목표에 기여하며, 차세대 에너지 기술의 발전과 환경 복원 솔루션 제공을 위해 끊임없이 노력하고 있습니다.

태양전지CIGS 박막에어로겔에너지 저장환경 정화
대표 연구 분야
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그라핀-카드뮴황화물 하이브리드 박막 버퍼층 기반 박막 태양전지 및 수소생산 공정 연구 thumbnail
그라핀-카드뮴황화물 하이브리드 박막 버퍼층 기반 박막 태양전지 및 수소생산 공정 연구
Graphene–CdS Hybrid Nanocomposite Buffer for Thin-Film Solar Cells and Photo-Water Splitting
연구 분야 상세보기
연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
3
논문 전체보기
1
Article
|
인용수 0
·
2026
Morphology-engineered hollow NiTiO₃/C–Ag/Ag₃PO₄ S-scheme heterojunction photocatalyst: mechanistic insights into sunlight-driven tetracycline degradation
Amr H. Mady, Marjorie Lara Baynosa, Mostafa Saad, Ganesh Dhakal, Dirk Tůma, Woo Kyoung Kim, Jae-Jin Shim
Advanced Composites and Hybrid Materials
테트라사이클린(TCH)은 널리 사용되는 항생제로서 수생 및 지중 환경에서 잔존하며 생태학적 위험을 초래하고 항생제 내성의 확산을 가속한다. 이를 해결하기 위해, 중공(hollow) 구조의 NiTiO₃/C–Ag/Ag₃PO₄(NT/C–AAP) 광촉매—최초의 중공형 니켈 티탄산염—를 자가-템플릿(self-template) 용매열(solvothermal) 공정으로 합성한 후 광증착(photodeposition)하여 보고한다. 본 촉매는 중공 아키텍처, 산소 결손(oxygen vacancies), 탄소 코팅, S-스킴 이종접합(S-scheme heterojunction)이라는 핵심 설계 전략을 통합하여 광촉매 성능을 최적화하였다. 중공 구조는 내부 산란을 통해 빛 흡수를 향상시키고, 산소 결손은 O2 흡착과 초과산화물(superoxide, O₂•⁻) 생성을 촉진하며, S-스킴 이종접합은 전자–정공 재결합을 효과적으로 억제하면서 강한 산화·환원(redox) 전위는 유지한다. NT/C–AAP는 태양광 하에서 1시간 내 TCH를 96% 분해하고 3시간 내 82%의 광물화를 달성하였으며, 이는 코어–쉘(18%) 및 응집된(47%) NiTiO₃ 기반 촉매를 크게 능가한다. 완전 제거는 400 W 가시광 조건에서 40분 이내에 달성되었다. 촉매는 5회 반복 사용 후에도 96%의 활성을 유지하여 우수한 내구성을 확인하였다. 기존에 보고된 NiTiO₃ 광촉매와 비교할 때, NT/C–AAP는 설계된 중공 구조와 향상된 전자적 특성에서 기인한 50–400%의 성능 향상을 제공한다. 기작 연구에서는 O₂•⁻ 및 •OH 라디칼이 지배적 종임을 확인하여, 형태 및 계면 공학이 전하 분리와 산화·환원 활성(레독스 활성)을 유도하는 역할을 뒷받침하였다. 또한 다양한 조건에서의 비교를 용이하게 하기 위해 촉매 성능 지수(catalyst performance index)를 제안하였다. 종합하면, 본 연구는 구조적 설계와 기능적 성능을 연결하는 새로운 내구성 광촉매를 제시하며, 실제 환경 정화에 대한 강한 잠재력을 보여준다.
https://doi.org/10.1007/s42114-025-01600-x
Catalysis
Heterojunction
Degradation (telecommunications)
Redox
Photocatalysis
Adsorption
Oxygen
Rational design
2
Article
|
·
인용수 5
·
2025
Hierarchical hexagonal shapes of manganese-cobalt selenide electroactive materials for high-performance hybrid supercapacitor applications
Salh Alhammadi, Sreedevi Gedi, Phaneendra Reddy Guddeti, Ibrahim A. Alnaser, Mohammad Rezaul Karim, Mahimaluru Lavanya, Vasudeva Reddy Minnam Reddy, Woo Kyoung Kim
Journal of Energy Storage
https://doi.org/10.1016/j.est.2025.116353
Supercapacitor
Cobalt
Materials science
Manganese
Hexagonal crystal system
Selenide
Nanotechnology
Electrochemistry
Chemistry
Metallurgy
3
Article
|
·
인용수 15
·
2025
Boosting water oxidation kinetics of BiVO4 through a metal-organic co-catalyst enriched with phosphate groups (Co,Fe-NTMP): Insights from LMCT mechanism and DFT study
Alaa Magdy Saad, Amr H. Mady, Mostafa Saad Sayed, Ga-Yeong Kim, Min Kyu Kim, Woo Kyoung Kim
Applied Catalysis B: Environmental
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.125163
Catalysis
Kinetics
Phosphate
Inorganic chemistry
Chemistry
Metal
Boosting (machine learning)
Chemical engineering
Materials science
Organic chemistry
최신 정부 과제
10
과제 전체보기
1
주관|
2023년 9월-2025년 12월
|35,885,000
N 및 S가 동시도핑된 3D Ti3C2Tx/ 금속도핑 티타늄 페로브스카이트 에어로겔 합성물 개발 및 이의 환경, 에너지분야 응용
● 1차년도 연구내용 및 방법 - 수열/용매열 method를 이용한 metal doped titanium perovskite (MTiO3) with created vacancy 합성 및 구조 분석 - Ti3AlC2 MAX phase powder로부터 un-doped 2D Ti3C2TxMXene 합성 - 2D Ti3C2Tx/ Metal-doped titanium perovskite 화합물 합성 - 에너지밴드갭 조절을 통한 가시광선 활성화 티타늄기반 perovskite 제조 - Vacancy 생성메카니즘과 전기화학 및 광촉매 성능에 미치는 영향 이론적 연구 - Un-doped and N, S co-doped Titanium based perovskite 소재의 가시광선에서의 광촉매 및 수전해 성능 평가 ● 2, 3차년도 연구내용 및 방법 - MXene에 defect도입으로 2D N, S co-doped Ti3C2Tx/ metal-doped titanium perovskite 화합물 합성 및 평가 - 3D N, S co-doped aerogel 화합물 합성 및 평가
광촉매
티타늄기반 페로브스카이트
에어로젤
2
2023년 9월-2025년 12월
|86,000,000
N 및 S가 동시도핑된 3D Ti3C2Tx/ 금속도핑 티타늄 페로브스카이트 에어로겔 합성물 개발 및 이의 환경, 에너지분야 응용
● 효과적인 폐수처리를 위한 N, S가 도핑된 MXene/티타늄 페로브스카이트 에어로젤 소재 개발 ● 최종 목표 달성을 위해 세부 목표- 광촉매로의 적용을 위해 Metal doping (MTiO3)에 의한 티타늄기반 페로브스카이트 물질에서 vacancy engineering 도입 - Ti3AlC2 MAX phase 파우더로부터 2D Ti3C2Tx MXen...
광촉매
티타늄기반 페로브스카이트
에어로젤
3
2023년 9월-2025년 12월
|86,000,000
N 및 S가 동시도핑된 3D Ti3C2Tx/ 금속도핑 티타늄 페로브스카이트 에어로겔 합성물 개발 및 이의 환경, 에너지분야 응용
● 효과적인 폐수처리를 위한 N, S가 도핑된 MXene/티타늄 페로브스카이트 에어로젤 소재 개발 ● 최종 목표 달성을 위해 세부 목표- 광촉매로의 적용을 위해 Metal doping (MTiO3)에 의한 티타늄기반 페로브스카이트 물질에서 vacancy engineering 도입 - Ti3AlC2 MAX phase 파우더로부터 2D Ti3C2Tx MXen...
광촉매
티타늄기반 페로브스카이트
에어로젤
최신 특허
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2023수직형 1축 추적식 영농형 태양광 발전시스템1020230182270
등록2023압력 상승을 이용한 ZTO 박막의 저온 결정화 방법1020230026869
등록2021무전원 방식의 MPPT 부하 장치1020210125014
전체 특허

수직형 1축 추적식 영농형 태양광 발전시스템

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230182270

압력 상승을 이용한 ZTO 박막의 저온 결정화 방법

상태
등록
출원연도
2023
출원번호
1020230026869

무전원 방식의 MPPT 부하 장치

상태
등록
출원연도
2021
출원번호
1020210125014
연구실 하이라이트
연구실의 정보를 AI가 요약해서 키워드 중심으로 정리해두었어요
고효율태양전지
차세대 CIGS 박막 태양전지 효율 혁신
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발전량극대화
양면수광형 태양전지 발전량 극대화 기술
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신소재플랫폼
다기능 나노 에어로겔 플랫폼: 에너지 저장 및 환경 정화
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그린수소
그린수소 생산을 위한 고효율·저비용 전기화학 촉매 개발
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기업협력
산업 수요 기반 R&D 및 기술 상용화 파트너십
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지속가능기술
지속가능한 미래를 위한 통합 에너지·환경 솔루션 제공
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