에너지신소재공학과

에너지 소재 시뮬레이션 실험실(Energy Materials Simulation Lab)

• 지도교수 : 한영규 교수
• 연구실 전화번호 : 02-2260-4975

 

 

연구실 소개

본 연구실은 계산화학 및 고체물리 계산 기술을 이용하여 다양한 에너지 소재 시뮬레이션을 수행하는 연구실 입니다. 상용 프로그램인 DMol3, Gaussian, VASP 프로그램을 주로 이용하여 소재 개발과정에서 실험적으로 관측되는 현상에 대한 원자 수준의 해석, 가상 스크리닝, 시뮬레이션을 이용한 소재 설계 등 다양한 전산모사 연구를 수행하고 있습니다. 국내 외 다수의 실험 그룹들과의 공동연구를 통해, 실제적인 소재개발에 도움이 될 수 있는 연구를 하는 것을 목표로 하고 있습니다.

 

연구 및 관심분야

• 1

  배터리 전극 소재: 리튬이온 이차전지에서 충·방전 시 리튬의 삽입/탈리에 의한 전극소재의 구조 변화, 다양한 계면 연구, 부피팽창에 대한 원자 수준의 해석, 리튬-설퍼 전지 양극 소재 개발

• 2

  배터리 전해질 소재: 산화/환원 전압, 산화/환원 시 일어나는 유기 전해질 분자의 분해, 음극 주위에서 일어나는 탈용매 반응 해석, SEI 첨가제 개발을 위한 스크리닝 인자 연구

• 3

  유기 EL 소재: 산화/환원 에너지 준위, 분자 간 전자전이, 분자 내 여기상태, UV 스펙트럼 연구

• 4

  촉매 소재: 리튬-에어 전지용 금속 촉매, 다양한 수전해 OER, HER 촉매 연구

• 5

  머신러닝 및 양자컴퓨팅: 촉매 및 전지 소재에 대한 머신러닝 연구, 양자 시뮬레이터를 활용한 양자이득 연구

 

수행 연구 과제

• 1

  분자제어를 통한 고출력 리튬 이차전지용 고성능 탄소복합체 음극 활물질 개발

• 2

  하이니켈계 양극 소재의 고온(60도) 수명향상 기술개발

• 3

  양자 시뮬레이터를 이용한 수전해 촉매 계산 연구

• 4

  머신러닝기반 제일원리동역학 데이터를 활용한 칼륨이온 전극소재 설계연구

• 5

  계산화학을 통한 리틈염첨가제 메커니즘 규명 연구

 

에너지 재료 분석 연구실 (Lab of Energy Materials Characterization)

• 지도교수 : 남경완 교수
• 신공학관 8112호, 연구실 전화번호 : 02-2260-3955

 

 

연구실 소개

본 연구실에서는 방사광 가속기 X-선 분석법을 사용하여 이차전지 및 초고용량 커패시터와 같은 에너지 저장 재료의 구조변화를 실시간으로 측정/분석하고 성능과 구조변화 사이의 상관관계를 규명하여 성능 향상 방안을 제시 하는 연구를 수행하고 있습니다. 국내외 에너지 저장 소재분야의 세계적인 연구자들과 활발한 공동연구를 진행하고 있으며, 궁극적으로 차세대 에너지 저장소재 개발을 목표로 연구에 매진하고 있습니다.

 

연구 및 관심분야

• 1

  리튬 및 나트륨계 이차전지 (Rechargeable Li- and Na- ion batteries)

• 2

  초고용량 커패시터 (Electrochemical Capacitors, Supercapacitors)

• 3

  방사광 가속기 기반 X-선 흡수 분광 및 X-선 회절 (Synchrotron based X-ray absorption spectroscopy and X-ray diffraction)

• 4

  방사광 가속기 in situ X-선 분석을 이용한 에너지 저장소재의 구조 분석 및 퇴화 기구 규명 (Structural and mechanistic study of energy storage materials by using in situ synchrotron based X-ray techniques)

• 5

  새로운 in situ 분석법 개발 (Development of advanced in situ characterization tools)

 

수행연구과제

• 1

  방사광 가속기를 이용한 마이크로 배터리용 전극소재의 in situ 구조 분석 (산업통상자원부, 2014. 6 ~ 2017. 5)

 

나노화학 및 광전기화학 실험실(Laboratory of Nanochemistry & Photoelectrochemistry)

• 지도교수 : 이재준 교수
• 연구실 전화번호 : 02-2260-4979 / 070-8283-3580

 

 

연구실 소개

나노화학 및 광전기화학 실험실에서는 전기화학과 나노화학을 기반으로 저차원의 나노 물질을 이용한 새로운 소재 개발 및 적용과 관련 된 다양한 연구를 진행 하고 있음. 특히 나노 물질을 이용한 전극을 차세대 태양전지와 바이오센서에 적용하여 에너지 변환과 표적 물질의 검출에 대한 전기화학적인 해석 및 적용 연구를 수행하고 있음. 차세대 태양전지인 염료감응형 태양전지(DSSCs), 페로브스카이트 태양전지(PSCs), 양자점 태양전지(QDSSCs)를 연구하고 있으며, 바이오센서의 경우 여러 가지 표적물질에 대해 기존의 센서보다 적은 양으로도 정확하고 빠른 검출이 가능한 전기화학적 센서의 개발을 연구 중에 있음.

 

연구 및 관심분야

• 1

  전기화학(Electrochemistry)

• 2

  전기화학 바이오센서/면역센서(Electrochemical Biosensors/Immunosensor)

• 3

  차세대 태양전지(Solar Cell)

• 4

  전기화학적 에너지변환(Energy Conversion)

 

수행연구과제

• 1

  에너지기술개발사업, 근적외선 흡광 기반 효율 10% 양자점 태양전지 기술 개발(2013-2016)

• 2

  일반 연구자 지원 사업, 심혈관 질환 표지인자 검출용 생체친화형 전기화학 바이오센서 개발(2013-2016)

• 3

  중견 연구자 지원 사업, 차세대 태양전지용 고안정성 다기능성 범용 상대전극용 스마트 소재 연구(2016-2019)

• 4

  원천기술개발사업, 기후변화대응기술개발사업, 친환경 신규 광활성 소재 기술 개발 (2015-2020)

 

유기광전자재료연구실 (Organic Photonics and Electronics Materials Laboratory)

• 지도교수 : 이세연 교수
• 연구실 전화번호 : 02-2260-4980

 

 

연구실 소개

우리 실험실은 유기 발광 전자 재료 및 소자를 개발하고 있습니다. 최근 디스플레이 소재로 각광을 받고 있는 유기발광다이오드(OLED)의 신규 소재를 설계, 합성하고 이를 활용한 소자 최적화를 통해 고성능의 유기발광다이오드 구현을 위한 연구를 진행하고 있습니다. 더불어 효율적인 소재 개발을 위해서 분자 시뮬레이션을 이용한 물성 예측 연구 및 발광 메커니즘 분석의 연구도 동시에 수행하고 있으며, 유연한 디스플레이에 활용 가능한 용액 공정용 소재의 연구에도 관심을 가지고 연구하고 있습니다.

 

연구 및 관심분야

• 1

  유기발광다이오드 발광 소재 설계 및 합성 (Material design and synthesis) Advanced Materials, 28, 4626 (2016)

• 2

  용액공정 유기 발광 소재 개발 및 소자 최적화 (Solution process OLED) Advanced Materials, 28, 4019 (2016)

• 3

  분자 시뮬레이션을 활용한 발광 메커니즘 분석 및 해석 Angewandte Chemie International Edition, 126, 6520 (2014)

• 4

  기능성 유기 발광 소재 개발 Advanced Functional Materials, 24, 33, 5232 (2014)

 

광전지전자재료 연구실 (Photovoltaic and Optoelectronic Materials Laboratory)

• 지도교수 : 조제웅 교수
• 연구실 전화번호: 02-2260-4981

 

 

연구실 소개

최근에 개발되고 있는 광전지소자들은 다양한 유무기 재료들의 다층구조로 이루어져 있습니다. 따라서 효율적인 전력생산을 위해서는 각각의 층을 구성하는 유무기 재료들 간의 상관관계를 이해하여 여러 소재들을 설계하고 개발하여야 합니다. 본 연구실에서는 유무기 합성 및 후처리 기술을 통하여 양자점, 금속산화물 나노입자, 공액고분자, 고분자전해질 등의 다양한 유무기 전자재료들의 광학 및 전기적 특성을 제어하고 이를 양자점태양전지, 페로브스카이트 태양전지, 유기태양전지 등의 용액공정성 태양전지에 적용하는 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 연구들을 통하여 최종적으로 차세대 광전지전자 소자에 적용이 가능한 신소재를 개발하는데 목표를 두고 있습니다.

 

연구 및 관심분야

• 1

  콜로이드 양자점의 합성 및 리간드교환법 개발

• 2

  금속산화물 기반의 나노입자의 합성 및 후처리 기술

• 3

  자가 도핑형 공액 고분자 전해질 물질의 개발 및 표면처리 기술

• 4

  유기 고분자 반도체 물질 설계 및 합성

• 5

  용액공정성 태양전지의 구조 및 공정최적화

 

나노바이오물질 연구실 (Nano-Bio Materials Laboratory)

• 지도교수 : 오제민 교수
• 연구실 전화번호:02-2260-4977

 

연구 및 관심분야

• 1

  나노-바이오 신소재 디자인 및 합성

• 2

  2차원 층상형 무기 나노 물질의 물성 조절 및 표면 개질

• 3

  약물 전달 및 진단 기능성 나노물질 설계 및 합성

• 4

  나노-바이오 계면 상호작용 연구

• 5

  나노-바이오 포렌식 및 센서 연구

 

수행연구과제

• 1

  저온 방전 플라즈마 소결 공정을 이용한 층상형 무기물 기반 단일체 제조 및 생리의학/환경적 응용성 평가 (한국연구재단 한-불 국제공동연구)

• 2

  저온 방전 플라즈마 소결 공정을 이용한 층상형 무기물 기반 단일체 제조 및 생리의학/환경적 응용성 평가 (한국연구재단 한-불 국제공동연구)

• 3

  2차원 금속수산화물을 이용한 입형/배향 조절된 귀금속 나노입자 합성 및 바이오센서로의 응용성 평가 (한국연구재단 중견연구자지원사업)

• 4

  생물오손 방지 기능성을 갖는 중환자용 기관절개 튜브 부품 개발 (산업자원통상부 산업핵심기술개발사업)

• 5

  자동식기세척제 잔류물 검출방법 및 간이분석키드 개발 (식품의약품안전처 출연연구개발사업)

• 6

  표면개질 및 RI 격자 도입을 통한 표면인식형 방사성 진단/치료 나노세라믹 물질 개발 (원자력연구개발사업 방사선기술개발사업)

 

에너지전환 나노소재 연구실 (Laboratory of Nanomaterials for Energy Conversion: NEC LAB)

• 지도교수 : 진하늘 교수
• 연구실 전화번호: 02-2260-3677

 

 

연구실 소개

친환경 탄소중립 사회의 실현을 위해 기존의 화석연료에서 그린 에너지로의 에너지 전환이 필요합니다. 본 연구실은 전기화학반응을 이용해 전기에너지로 화학물질을 만들거나, 화학물질에서 전기에너지를 추출하는 에너지 전환기술에 사용되는 새로운 나노소재를 개발하는 연구를 수행하고 있습니다.

 

연구 및 관심분야

• 1

  친환경 에너지 저장/전환 연구: 연료전지, 수소 생산, 및 수소 저장

• 2

  전기화학 촉매반응을 이용한 화학-전기 에너지 전환 소재 개발

• 3

  나노 합금/세라믹 기반 하이브리드 계면 연구

• 4

  전기화학 조건에서의 원자 거동에 대한 이해

• 5

  원자 수준에서의 위치/배열 제어를 위한 신규 합성법 개발