에너지 소재 연구실(Energy Materials Laboratory, EML)은 인천대학교 신소재공학과 명재하 교수의 지도 아래, 고체산화물 연료전지(SOFC), 전해전지(SOEC), 금속-공기전지, 고온 수전해 전지(MCEC) 등 차세대 에너지 변환 및 저장 시스템의 핵심 소재와 구조를 연구하는 국내 대표 연구실입니다. 본 연구실은 전기화학 및 촉매 반응을 기반으로 한 수소 및 합성가스 생산, 이산화탄소 전환, 암모니아 연료 활용 등 지속가능한 에너지 사회 구현을 목표로 하고 있습니다. 특히, 고체산화물 셀의 효율과 내구성을 극대화하기 위한 박막 전해질, 금속 지지체 기반 셀, 유연한 전해질 소재 등 혁신적 구조 및 소재 개발에 집중하고 있습니다. RF 스퍼터링, 테이프 캐스팅, 동시소성 등 첨단 공정기술을 활용하여, 전극 및 전해질의 미세구조를 정밀하게 제어하고, 대면적화 및 상용화 가능성을 높이고 있습니다. 또한, 다양한 전해질 및 전극 소재의 합성, 미세구조 최적화, 전지 단위의 성능 평가까지 전주기적 연구를 수행하고 있습니다. 나노촉매 및 용출(Exsolution) 기반 촉매 설계는 본 연구실의 또 다른 핵심 분야입니다. 페로브스카이트 산화물 내 금속 이온 도핑 및 고온 환원 조건에서 자발적으로 표면에 나노입자가 용출되는 현상을 정밀하게 제어하여, 기존 촉매 대비 뛰어난 내구성과 활성, 코킹 및 황 중독 저항성을 확보하고 있습니다. 이러한 나노촉매는 연료전지, 전해전지, 금속-공기전지, 가스센서 등 다양한 에너지 및 환경 응용 분야에서 탁월한 성능을 발휘하고 있습니다. 나노복합체(Nanocomposite) 전극, 금속-공기전지용 촉매, 고온 수전해 전지(MCEC) 등 다양한 응용 연구도 활발히 진행 중입니다. Ni/YSZ-YSZ, NiFe/YSZ-YSZ, Ni/BZCY-GDC 등 다양한 조성의 나노복합체 전극은 연료 산화 반응의 활성화, 이온 전도성 향상, 내구성 증진에 중요한 역할을 하며, Pechini-type 중합 등 첨단 합성법을 통해 장기 안정성을 확보하고 있습니다. 또한, 용융탄산염형 고온수전해 전지 연구를 통해 고효율 수소 및 이산화탄소 동시 생산 기술을 개발하고 있습니다. 본 연구실은 국내외 산학연 협력 및 대형 국책과제를 통해 실용화 기반을 구축하고 있으며, 다수의 특허, 국제 저명 학술지 논문, 학술대회 수상 등 우수한 연구성과를 지속적으로 창출하고 있습니다. 앞으로도 에너지 소재 및 시스템 분야에서 세계적 수준의 연구를 선도하며, 탄소중립 및 지속가능한 미래 에너지 사회 실현에 기여할 것입니다.