본 연구실은 리튬이차전지의 성능과 안정성을 극대화하기 위한 전극 소재의 개발에 중점을 두고 있습니다. 특히 코발트 프리(Co-free), 니켈 리치(Ni-rich) 계열의 양극재 및 다양한 도핑 전략, 코어-쉘 구조, 입자 크기 제어 등 혁신적인 소재 설계 방법을 통해 기존의 한계를 극복하고자 합니다. 최근에는 망간 산화상태 제어, 벌크 및 표면 도핑, 1차/2차 입자 크기 최적화, 계면 안정성 향상 등 다양한 소재 공정 기술을 도입하여, 고에너지밀도와 장기 수명, 고속 충방전 특성을 동시에 달성하는 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 실제 산업 현장에서의 대량 생산과 상용화 가능성을 고려한 실용적 접근법을 기반으로 하며, 전구체 합성, 열처리 조건, 도핑 온도 및 방법에 따른 물성 변화와 전기화학적 특성의 상관관계를 체계적으로 분석합니다. 또한, 전극 소재의 미세구조와 결정성, 표면 및 계면 특성, 불순물 및 결함 제어 등 다양한 물리화학적 인자를 정밀하게 제어함으로써, 차세대 배터리의 요구 조건을 만족시키는 소재 설계 원리를 제시하고 있습니다. 이러한 연구 결과는 리튬이차전지뿐만 아니라, 전기차, 에너지 저장 시스템(ESS), 모바일 기기 등 다양한 응용 분야에 적용될 수 있으며, 소재의 근본적인 한계 극복과 더불어 친환경적이고 경제적인 에너지 저장 기술의 발전에 크게 기여하고 있습니다.

본 연구실은 금속 나노클러스터, 금속 산화물, 전이금속 황화물 등 다양한 무기 나노소재를 기반으로 한 광전기화학 및 전기화학 촉매 연구를 선도하고 있습니다. 태양광 에너지 변환, 수전해 수소 생산, 슈퍼커패시터, 차세대 태양전지 등 다양한 에너지 변환 및 저장 시스템에서 소재의 구조-물성-성능 상관관계를 심층적으로 규명하고, 새로운 기능성 소재와 촉매를 개발하고 있습니다. 특히, 금속 나노클러스터를 감응제로 활용한 태양전지, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 기반의 결함 제어 광전극, 비백금계 전기화학 촉매(Non-Platinum Electrocatalyst) 등 혁신적인 소재 및 공정 기술을 도입하여, 기존의 한계를 뛰어넘는 고효율·고내구성 에너지 변환 시스템을 구현하고 있습니다. 또한, 표면 및 계면 엔지니어링, 결함 및 도핑 제어, 나노구조화 등 다양한 소재 설계 전략을 통해 광전기화학 반응의 효율과 선택성을 극대화하고, 실시간 분광분석 및 전기화학적 분석을 통해 반응 메커니즘을 정밀하게 해석하고 있습니다. 이러한 연구는 수소 경제, 친환경 에너지, 차세대 전력망 등 미래 에너지 산업의 핵심 기술로 주목받고 있으며, 실제 산업 적용을 위한 대면적 공정, 저비용·고효율 촉매 개발, 장기 내구성 확보 등 실용화 연구도 병행하고 있습니다. 이를 통해 에너지 전환 및 저장 분야의 글로벌 경쟁력을 확보하고, 지속가능한 에너지 사회 구현에 기여하고 있습니다.