연구
연구분야
태양전지
김동석, 김진영, 서관용, 석상일, 양창덕, 이준희, 장성연
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지속적으로 증가하는 에너지 수요와 더불어 화석연료 사용에 따른 환경오염 등의 영향으로, 친환경적이면서도 경제적인 새로운 에너지원에 대한 연구가 매우 중요한 시점이다. 따라서 에너지화학공학과의 태양전지 연구에서는 친환경적이고 무제한적인 대체 에너지원으로 각광받고 있는 태양에너지를 어떻게 효율적으로 이용할 것인가에 주안점을 두고 있다. 이 연구에는 새로운 활물질 개발에서부터 장치 구조의 최첨단 엔지니어링에 이르기까지 다양한 주제가 포함되어 있다. 물론, 에너지화학공학과의 태양전지 연구는 한국뿐만 아니라 전 세계적으로도 최고 수준의 연구를 선도하고 있다. 특히, 에너지화학공학과의 태양전지 연구는 페로브스카이트와 양자점 태양전지의 세계 최고 효율을 보유하고 있다. 연구 외에도, 대학원 과정에서는 태양 전지에 대한 기본 개념에서부터 실용적인 기술에 이르기까지 필요한 모든 지식을 망라하고 있다. |
배터리(전지)
강석주, 김영식, 송현곤, 오승모, 이동욱, 이현욱, 장지현, 정경민, 정성균, 조재필, 최윤석
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배터리 기술은 전기화학 반응을 이용하여 화학에너지를 전기에너지로 변환하여 사용하는 에너지 저장 기술로서 4차 산업혁명 및 에너지 유비쿼터스 시대 변화의 핵심 기술로 주목받고 있다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 리튬이온 전지를 구성 4대 핵심 요소인 양극, 음극, 액체 전해질, 바인더를 포함하여 신소재 발굴을 위한 전산모사부터 배터리 셀, 모듈, 팩 설계 및 고도 분석까지 배터리 연구 분야를 총 망라하고 있다. 뿐만 아니라 차세대 전지 시스템으로 주목받고 있는 나트륨 전지, 해수전지, 금속-공기 전지, 전고체전지 등의 분야를 연구하고 있다. |
수소
권영국, 김진영, 류정기, 백종범, 서관용, 송현곤, 안광진, 이재성, 이창영, 임한권, 장성연, 장지욱, 장지현
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수소(Hydrogen, H2)는 미래의 산업 발전과 동시에 탄소중립을 실현할 수 있는 청정에너지원으로, 지속가능한 넷 제로(Net-Zero)의 핵심 요소이다. UNIST 에너지화학공학과는 수소의 생산, 저장 및 활용 분야의 전주기적 연구를 수행하고 있다. 청정수소의 생산을 위해 광, 전기 및 고온촉매반응 기술을 개발하고 있으며, 수소의 저장 및 운송을 위한 암모니아, 액상유기수소운반체(LOHC) 활용 기술 개발, 그리고 수소를 연료전지 시스템에 활용하여 전력을 생산하는 기술 및 다양한 공정 예측 모델도 개발하고 있다. UNIST 에너지화학공학과는 미래지향적인 기술 개발을 통해 수소 사회 실현의 주춧돌을 놓는 역할을 감당할 것이다. |
촉매,반응공학
곽자훈, 권영국, 김용환, 류정기, 백종범, 송현곤, 안광진, 이재성, 임한권, 장지욱, 장지현, 조재필
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화학 반응 공학은 단순한 분자 반응에서 석유 화학 공정을 위한 화학 반응기의 경제적인 설계까지 다룰 수 있는 최전선 연구 분야입니다. 새로운 촉매의 개발은 친환경적인 석유화학 공정뿐만 아니라 효율적인 재생 에너지 전환, 환경 제어에 이르기까지 다양한 영역에 영향을 미치고 이를 통해 청정 에너지 사회로 이어질 수 있습니다. 수많은 응용 분야의 핵심인 촉매 연구는 과다한 개념, 접근 방식 및 측면을 보여주는 고도로 학제 간 분야입니다. UNIST 촉매/반응공학 연구 교수님들은 이종, 균질, 광, 전기 및 광전기 촉매 개발과 반응기 디자인 및 설계뿐 아니라 다양한 분야의 연구를 수행하고 있을 뿐 아니라, 이론과학자, 반응공학자, 분광학자들과의 시너지 협력을 활발히 추진하고 있습니다. |
열역학/전달현상
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주로 평형 시스템을 연구하는 전통적인 열역학에 비해, 최근 진보된 열역학/통계역학적 방법론을 통해, 외부 유동장하 고분자 시스템과 같은 비평형상태에 있는 복잡한 유무기 물질들의 다양한 물리적 거동들을 분석하는 연구가 진행되고 있다. 이러한 비평형 열역학적 접근과 함께, 복잡한 유체시스템의 열, 질량, 그리고 운동량 전달현상에 대한 많은 이론, 실험, 그리고 계산 연구들이 진행중이다. 특히, 최근 컴퓨터 계산성능과 다중 스케일 시뮬레이션 방법론의 비약적 발전을 통해, 복잡한 고분자 시스템의 거시적인 일반적 물리적 성질들과 현상들 바탕에 있는 근본적인 미시적 분자레벨에서의 원인을 파악하면서 구조-물성-가공 관계성을 면밀히 밝히려는 연구가 진행되고 있다. |
폴리머 / 유기합성
강석주, 고현협, 구강희, 김용환, 백종범, 백충기, 양창덕, 이동욱, 이지석, 장성연
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고분자 및 유기재료는 유연하고 가벼우며 저렴한 공정과정으로 인해 고무와 플라스틱 등 범용 소재산업과 더불어 에너지, 전자, 의료분야 등 다양한 산업의 핵심 원료이다. UNIST 에너지화학공학과의 폴리머, 유기합성 관련 주요 연구 주제로는 유기 태양전지, 유기 광전자소자, 전자피부, 홀로그램 디스플레이, 탄소기반 소재, 생체모방 기능성 표면, 스마트 나노복합소재 및 기능성 유기물 합성 등이 있다. |
생화학 공학
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생화학 공학은 유기체, 세포와 같은 생물학적(천연물 또는 유기물) 재료를 사용하여 제품 및 프로세스를 개발하는 것입니다. 생화학 공학에 의존하는 산업에는 생명 공학, 바이오 연료, 제약, 정수 및 식품이 포함됩니다. 그들은 생화학 공학을 사용하여 사회 또는 인간 복지에 도움이 되는 재료와 제품을 연구, 개발 및 생산합니다. 결과 제품은 종종 유기농 재료와 실험실에서 생산된 재료의 조합으로 만들어집니다. 이러한 제품에는 오일, 페인트 또는 플라스틱과 같은 석유 제품, 식품, 종이, 섬유, 청소 제품, 개인 위생 용품, 의약품, 살충제가 포함됩니다. |
전기 및 광화학
권영국, 류정기, 백종범, 송현곤, 오승모, 이재성, 이준희, 이지석, 장성연, 장지욱, 장지현, 정성균
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전기 및 광화학 분야는 탄소중립 구현을 위한 핵심 전략인 전기화 및 탈탄소와 밀접하게 연관된 청정 신재생에너지의 효율적 변환, 저장, 활용 등에 관한 기술을 연구한다. 주요 연구 주제로는 태양에너지를 이용한 발전 (태양전지) 및 화학물질 생산 (인광광합성), 전기에너지의 효율적 저장/활용 (이차전지 및 커패시터), 청정 신재생발전 전기를 이용한 화학물질 및 연료 생산 (수전해, 이산화탄소 자원화, 암모니아 합성 등) 기술 등이 있다. |
스마트 소재 및 센서
강석주, 고현협, 구강희, 양창덕, 이동욱, 이지석, 이창영
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최근 주목받고 있는 사물인터넷, 헬스케어, 로봇, 메타버스 분야 기술의 급격한 성장으로 사용자의 편의성과 기능성을 극대화할 수 있는 전자소자 개발과 관련 소재 기술 연구의 중요성이 커지고 있다. 차세대 센서 및 소자 기술은 내구성, 고성능과 더불어 자극 감응성, 유연성, 신축성, 생분해성, 자가치유, 자가발전 등의 다기능성 특성이 요구되고 있다. 스마트 소재 및 센서 연구 그룹은 고분자, 나노소재, 생체소재, 반도체 소재 등 기초 소재 기술을 바탕으로 자극 감응형 스마트 소재, 다기능성 소재, 플렉서블/신축성 센서, 전자피부, 웨어러블 소자 분야 응용 연구를 진행하고 있다. |
반도체
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반도체는 4차 산업 혁명과 도래와 더불어 가장 수요가 급증하고 있는 핵심 소재이다. 우리나라 수출 품목의 20% 이상을 차지하고 있는 효자 상품이며 우리가 매일같이 소비하는 쌀과 같이 우리의 매일의 삶에 다량으로 사용이 증가하고 있다. 핸드폰이나 컴퓨터뿐 아니라 사물 인터넷, 인공지능, 자율주행 등 우리의 삶을 모니터링 하고 이에 따라 반응하는 스마트한 모든 기기에 필수불가결 요소로 사용되고 있다. 우리는 향후 대두될 2나노 이하의 크기의 100Tb 급 초고집적 반도체 뿐 아니라, 사람의 두뇌까지 모사할 수 있는 초저전력 및 다치로직을 구현할 수 있는 차세대 반도체 개발에 박차를 가하고 있다. |
