ECPL Chonnam National Univ.
기계공학부 정승훈
ECPL 연구실은 전남대학교 기계공학부에 소속된 전기화학 에너지 시스템 연구실로, 2015년 설립 이래 배터리와 연료전지 등 전기화학 기반 에너지 저장 및 변환 시스템의 근본 원리와 응용 기술 개발에 주력해왔습니다. 본 연구실은 리튬이온 배터리, 레독스 플로우 배터리, 수소 연료전지 등 다양한 전기화학적 에너지 시스템의 설계, 최적화, 성능 평가를 위한 이론적·전산적 모델링과 실험적 연구를 병행하고 있습니다.
특히, 자동차 및 대규모 에너지 저장 시스템(ESS)용 배터리와 연료전지의 다차원 다중물리 모델링, 시스템 통합, 열관리 및 제어공학 등 시스템 레벨의 공학적 접근을 통해 실제 산업 현장에서 요구되는 성능과 신뢰성을 확보하고 있습니다. 또한, 전해질의 이온 이동, 전극 및 멤브레인 소재의 내구성, 션트 전류 및 용량 감소 등 실질적인 문제 해결을 위한 연구도 활발히 이루어지고 있습니다.
수소 생산 및 연료전지 분야에서는 디메틸에테르 개질, 하이브리드 열화학 촉매 시스템, SO2-탈분극 전해셀, 고온형 수전해 등 다양한 수소 생산 및 변환 기술의 이론적 모델링과 실험적 검증을 통해 고효율, 대량 생산이 가능한 시스템을 개발하고 있습니다. 연료전지-배터리 하이브리드 시스템, 에너지 관리 알고리즘, 열관리 및 수분관리 기술 등 시스템 통합 연구도 병행하여, 미래 친환경 모빌리티와 분산형 에너지 시스템 구현에 기여하고 있습니다.
이 외에도, 본 연구실은 전기자동차, UAV, 스마트 그리드, 신재생에너지 연계 ESS 등 다양한 응용 분야에 맞춘 맞춤형 에너지 시스템 개발을 목표로 하고 있습니다. 산업체 및 공공기관과의 협력 연구, 국내외 학술 활동, 특허 및 기술이전 등 활발한 산학연 협력을 통해 연구 성과의 실용화와 상용화에도 힘쓰고 있습니다.
ECPL 연구실은 전기화학 에너지 시스템의 혁신적 발전을 통해 에너지 효율 향상, 탄소중립 실현, 미래 에너지 사회를 선도하는 것을 궁극적 목표로 삼고 있습니다. 다양한 전공 배경의 연구원들과 함께 융합적이고 창의적인 연구를 지속적으로 추진하며, 차세대 에너지 기술의 글로벌 리더로 자리매김하고 있습니다.
Lithium-ion Batteries
Vanadium Redox Flow Battery
Battery Management System
전기화학 에너지 시스템(배터리 및 연료전지)
ECPL 연구실은 전기화학 에너지 시스템, 특히 배터리와 연료전지 분야에서 세계적인 수준의 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 리튬이온 배터리, 레독스 플로우 배터리, 수소 연료전지 등 다양한 전기화학적 에너지 저장 및 변환 장치의 근본적인 작동 원리와 성능 향상에 초점을 맞추고 있습니다. 이를 위해 전기화학 반응 메커니즘, 이온 및 전자 이동, 전극 및 전해질 소재의 특성화 등 기초 연구를 심도 있게 진행하고 있습니다.
특히, 자동차 및 대규모 에너지 저장 시스템(ESS)용 배터리와 연료전지의 설계, 최적화, 성능 평가에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 다중물리 및 다차원 전산 모델링을 통해 실제 시스템에서 발생하는 열, 유체, 전기화학적 현상을 정밀하게 해석하고, 실험적 검증을 통해 모델의 신뢰성을 확보하고 있습니다. 또한, 배터리 팩 시스템, 연료전지 시스템의 열관리, 제어공학, 시스템 통합 등 시스템 레벨의 공학적 접근도 병행하고 있습니다.
이러한 연구는 친환경 자동차, 신재생에너지, 스마트 그리드 등 다양한 산업 분야에 적용되고 있으며, 에너지 효율 향상과 탄소중립 실현에 기여하고 있습니다. ECPL 연구실은 전기화학 에너지 시스템의 혁신적 발전을 통해 미래 에너지 사회를 선도하는 것을 목표로 하고 있습니다.
레독스 플로우 배터리 및 대용량 에너지 저장 기술
ECPL 연구실은 대규모 에너지 저장 시스템(ESS)에 적합한 레독스 플로우 배터리(Redox Flow Battery, RFB) 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 바나듐 레독스 플로우 배터리(VRFB), 알칼라인 유기 레독스 플로우 배터리(AORFB) 등 다양한 플로우 배터리 시스템의 성능 향상, 수명 연장, 경제성 개선을 위한 연구가 진행되고 있습니다. 전해질의 이온 이동, 전극의 구조 최적화, 멤브레인의 내구성 향상 등 핵심 요소 기술을 체계적으로 분석하고 있습니다.
특히, 장기 운전 시 발생하는 용량 감소(capacity fade), 전해질 불균형, 션트 전류(shunt current) 등 실질적인 문제 해결을 위해 수치해석 모델과 실험적 검증을 병행하고 있습니다. 다차원 다중물리 모델링을 통해 전해질 유동, 이온 교환, 전극 반응, 열전달 등 복합 현상을 정밀하게 예측하며, 실제 대형 스택 설계 및 최적화, 바이폴라 플레이트 개발, 전해질 리밸런싱 전략 등 상용화에 필요한 기술을 선도적으로 개발하고 있습니다.
이러한 연구 성과는 재생에너지 연계 ESS, 스마트 그리드, 전력망 안정화 등 미래 에너지 인프라 구축에 핵심적으로 기여하고 있습니다. ECPL 연구실은 대용량 에너지 저장 기술의 상용화와 신뢰성 확보를 통해 에너지 전환 시대를 이끌고 있습니다.
수소 생산 및 연료전지 기반 에너지 변환 시스템
본 연구실은 수소 생산 및 연료전지 기반 에너지 변환 시스템의 혁신적 개발을 위해 다양한 연구를 수행하고 있습니다. 디메틸에테르(DME) 개질, 하이브리드 열화학 촉매 시스템, SO2-탈분극 전해셀, 고온형 수전해 등 다양한 수소 생산 기술의 이론적 모델링과 실험적 검증을 통해 고효율, 대량 생산이 가능한 시스템을 개발하고 있습니다. 특히, 원자력 및 신재생에너지와 연계한 수소 생산 공정의 최적화와 경제성 평가도 병행하고 있습니다.
연료전지 분야에서는 고성능 유닛형 재생 연료전지(URFC), 고효율 고내구성 고분자전해질 연료전지(PEMFC), 고온형 고체산화물 연료전지(SOFC) 등 다양한 연료전지 시스템의 소재 개발, 전극 구조 최적화, 수치해석 및 실험적 성능 평가를 수행하고 있습니다. 또한, 연료전지-배터리 하이브리드 시스템, 에너지 관리 알고리즘, 열관리 및 수분관리 기술 등 시스템 통합 연구도 활발히 진행되고 있습니다.
이러한 연구는 미래 수소 경제 실현, 친환경 모빌리티, 분산형 에너지 시스템 등 다양한 분야에 적용되고 있으며, 에너지 전환과 탄소중립 사회 구현에 중요한 역할을 하고 있습니다.
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Novel energy management strategy for fuel cell/battery hybrid energy systems combining MPC and deep reinforcement learning
S. Liu, H. Cheng, S. Jung, Y-B. Kim
Energy Conversion and Management, 2025
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United effect of nonthermal plasma driven O3 water and phenolic compounds for bacterial biofilm quorum sensing reduction under the O3 processed nitro-hydroxylation and norfloxacin remediation via oxidation
S. A. Munnaf, M. Iqbal, E. H. Choi, S. Jung
Journal of Water Process Engineering, 2025
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Comparative insight into negative electrode performance in lead-acid and lead-carbon batteries under high-load and partial state-of-charge cycling profiles
P. T. Thong, U.k Sim, Y. A. Kim, S. Jung, H-Y. Jung
Journal of Energy Storage, 2025
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Fundamental of electrochemistry and applications for EV
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Shape-morphing clay plasticity rechargeable batteries
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Numerical and experimental study on the hybrid thermochemical catalytic system for mass-production of hydrogen
