Polymer-based Energy Materials Laboratory
고분자 기반 에너지 소재 연구실
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화학과 박수진 교수팀, 2022년 제3회 산학프로젝트 챌린지에서 한국산업기술진흥원장상 수여
2022.11.11
산업통상자원부(산업부)가 주최한 ‘2022년 제3회 산학프로젝트 챌린지’에서 포항공과대학교 SPARK팀이 재원산업과 함께 연구한 ‘고분산성을 갖는 기능성 도전재 개발’ 프로젝트로 한국산업기술진흥원장상을 수여 받았다.
화학과 박수진 교수팀, 수계 전해질에서 구동하는 아연 전지 시스템 개발
2022.10.24
화학과 박수진 교수·송규진 박사후연구원·첨단재료과학부 통합과정 이상엽 연구팀은 물을 사용한 수계 전해질에서 안정적으로 구동하는 아연 전지 시스템을 개발했다. 전지 시스템에 도입한 고분자 보호층이 전극의 부식을 막고 아연 음극의 안정성을 높여, 기존의 수계 아연 전지보다 안정적으로 구동한다는 게 특징이다. 이 연구 결과는 국제학술지 '셀 리포트 피지컬 사이언스(Cell Reports Physical Science)' 온라인판에 소개되었다.
화학과 박수진 교수팀, 1회 충전으로 ‘630km’ 달리는 ‘이 배터리’는?
2022.09.27
화학과 박수진 교수·통합과정 조성진 연구팀은 UNIST(울산과학기술원, 총장 이용훈) 에너지화학공학과 서동화 교수·김동연 박사 연구팀과의 공동연구로 1회 충전으로 오래 쓸 수 있는 무(無)음극 배터리를 개발했다.
이 배터리의 부피당 에너지 밀도는 977와트시/리터(Wh/L)로 상용화된 배터리(약 700Wh/L)보다 40% 높다. 한 번만 충전해도 630km를 달릴 수 있는 셈이다. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)’ 온라인판에 소개되었다.
화학과 박수진 교수팀, 질산리튬 보호막으로 폭발 없는 배터리 만든다
2021.04.14
최근 화학과 박수진 교수, 이정인 박사, 통합과정 조성진씨 연구팀이 기존 사용되는 배터리 제조 시스템을 변화시키지 않고도, 쉬운 제조 방법으로 리튬 금속 보호막을 제조하는 데 성공했다. 게다가, 통상적으로 사용되는 카보네이트 계열 전해질에서도 높은 에너지 밀도를 안정적으로 구현할 수 있는 리튬 금속 배터리를 제조할 수 있는 새로운 방법을 제시했다. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘에너지 스토리지 머티리얼즈(Energy Storage Materials)’ 온라인판에 최근 소개됐다.
화학과 박수진 교수팀, 공기 중에서 조립 가능한 배터리 개발
2021.01.28
화학과 박수진 교수, 박사과정 손혜빈씨 연구팀은 울산과학대학교 유승민 교수와 공동연구를 통해 공기 중에서 파우치 배터리를 조립했을 때에도, 배터리가 안정적으로 구동하게 하는 다기능성 분리막(multi-functional separator)을 개발하는 데 성공했다. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘에너지 스토리지 머티리얼즈(Energy Storage Materials)’ 온라인판에 최근 소개됐다.
신소재 정운룡 교수-화학 박수진 교수 공동연구팀, 늘어나는 배터리, 늘어나는 회로와 만나다
2020.10.27
신소재공학과 정운룡 교수, 통합과정 공민식씨 연구팀과 화학과 박수진 교수, 송우진 박사(현.충남대학교 유기재료공학과 교수) 연구팀이 늘어나는 배터리를 바탕으로 늘어나는(스트레쳐블) 전자기기의 플랫폼을 제작하는 데 성공했다. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’에 최근 소개됐다.
2020.09.10
신소재공학과 정운룡 교수, 통합과정 공민식씨 연구팀과 화학과 박수진 교수, 송우진 박사(현.충남대학교 유기재료공학과 교수) 연구팀이 늘어나는 배터리를 바탕으로 늘어나는(스트레쳐블) 전자기기의 플랫폼을 제작하는 데 성공했다. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’에 최근 소개됐다.
화학 박수진 교수팀, 200번 늘였다가 줄여도 끄떡 않는 배터리
2020.09.10
화학과 박수진 교수, 송우진 박사(현.충남대학교 유기재료공학과 교수), 박사과정 이상엽씨 연구팀과 UNIST(울산과학기술원) 송현곤 교수, 황치현 박사 연구팀이 공동연구를 통해 하나의 전극에 양극과 음극이 동시에 존재하는 ‘야누스 페이스 전극(Janus-faced electrode)’을 이용해 늘여도 성능이 유지되는 배터리를 제작하는 데 성공했다. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’에 최근 소개됐다.
2020.01.06
미세먼지 등 환경문제가 부각되면서 전기차에 대한 관심도 점점 높아지고 있습니다. 하지만 전기차배터리의 긴 충전시간과 짧은 주행거리는 여전히 아쉬움으로 남아있는데요. 이런 단점을 보완해줄 새로운 배터리 기술을 포스텍 연구진이 개발했습니다. 배터리 소재인 흑연을 실리콘으로 교체했는데 배터리 용량은 10배 이상 커졌고 충전 속도는 3배 빨라졌습니다.
화학 박수진 교수팀, '접히고 오래가는 배터리' 어디까지 가벼워질 수 있나?
2019.12.05
폴더블폰, 5G폰 등 고용량 전력을 요구하는 스마트폰이나 웨어러블 기기들이 대거 등장하면서 배터리에 관한 관심도 높아지고 있다. 스마트워치 시곗줄에 휘어지는 배터리를 내장하거나 단순 무선 충전에서 발전한 무선 전력 공유 배터리도 나오고 있다. 하지만 온종일 사용할 수 있는 수천 밀리암페어아워(mAh, 전류 용량)의 대용량 배터리를 안정적으로 접었다 펼 수 있는 배터리 제조 기술은 아직 개발되지 않았다. 최근 국내 한 연구팀에서 무거운 구리 집전체를 대신할 일체형 전극을 개발함으로써 ‘접히는 대용량 배터리’의 실현 가능성을 열었다.
2019.07.29
국내 연구진이 자유자재로 형태를 구현할 수 있는 전자 제품에 쓰이는 '늘어나는 배터리'의 고질적인 전도성 저하 문제를 해결할 수 있는 돌파구를 찾았다. 한국연구재단은 박수진 교수(포항공대), 김병수 교수(연세대), 니콜라스 코토브 교수(미시건대) 연구팀이 우수한 전도성을 지닌 유연하고 신축성 있는 전극과 배터리 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.
2019.06.13
스마트폰과 전기차 등에 쓰이는 리튬 이온 배터리의 수명과 용량은 흑연으로 만든 음극재에 달려있다. 그런데 충전과 방전이 반복되면 흑연은 부피가 팽창하는데 이를 고려해 배터리를 설계하다 보면 용량이 줄어들 수 밖에 없다. 포스텍 화학과 박수진 교수팀과 카이스트 신소재공학과 김일두 교수팀은 이런 흑연의 단점을 대체할 수 있는 일차원 구조의 불규칙 배열을 가진 이종 금속을 개발했다.
화학 박수진 교수팀, 배터리의 긴 수명 책임질 새로운 전극 소재 찾았다
2019.06.11
화학과 박수진 교수팀과 KAIST(총장 신성철) 신소재공학과 김일두 교수팀은 배터리 음극 소재로 활용할 수 있는, 일차원 구조의 불규칙 배열을 가진 이종금속을 개발, 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)지를 통해 발표했다.
UNIST 이준희 POSTECH 박수진 교수팀, 탄소 없이 고전도성 실리콘 음극재 합성
2019.06.03
UNIST 에너지 및 화학공학부의 이준희 교수팀과 포스텍 화학과의 박수진 교수팀은 ‘저온에서 황이 도핑된 실리콘을 합성하는 기술’을 개발했다. 또 이 물질을 원자 단위에서 시뮬레이션해 ‘반금속 성질’을 가지는 걸 확인했다.
고속충전, 고용량 배터리용 '반금속 실리콘' 만든 '1% 도핑'
2019.06.03
전기차 배터리의 용량과 충전속도를 높일 소재로 ‘실리콘’이 꼽힌다. 실리콘 용량이 기존 음극 소재인 흑연보다 10배 이상 크기 때문이다. 문제는 실리콘의 전기 전도도가 낮다는 것인데, 이를 ‘1% 도핑(Doping)’으로 해결해 눈길을 끌고 있다.
포스텍 박수진 교수팀, 젤리 원료 '한천'으로 배터리 열화현상 해결
2019.04.03
전기자동차나 스마트폰과 같이 지속해서 충전과 방전을 계속해야 하는 이차전지는 충전할 때 열이 나는 열화현상을 잡아야 한다. 열화현상이 일어나면 배터리 소모가 심해지는 등 효율이 떨어지고 수명까지 줄어들기 때문이다. 국내 연구팀이 젤리의 원료로도 많이 사용되는 한천(agar)을 활용해 배터리의 열화현상 문제점을 해결했다.
2019.03.06
전기차 배터리를 빠르게 충전하고 더 많은 에너지를 저장할 가능성이 열렸다. 흑연 음극 소재를 대체할 ‘산호 모양 실리콘 소재’가 개발된 덕분이다. 충전 시 크게 부풀고, 심지어 부서지던 실리콘의 단점이 해결한 데다 에너지 저장 공간도 늘어났다.
화학 박수진 교수 공동연구팀, 산호 닮은 실리콘으로 전기자동차 5배 빠르게 충전한다
2019.03.06
화학과 박수진 교수는 기초과학연구원(IBS, 원장 김두철) 로드니 루오프(Rodney S. Ruoff) 다차원 탄소재료 연구단장 등 국내외 연구진과 공동으로 고속충전이 가능한 리튬이온 배터리용 실리콘 소재를 개발했다.
포항공대-울산과기원 연구팀, 리튬 금속음극 단점 극복 기술 개발
2019.02.22
포항공과대학교(POSTECH)는 22일 화학과 박수진 교수, 이정인 박사가 울산과학기술원(UNIST) 에너지공학과 신명수, 홍동기 연구원과 함께 리튬 금속 음극의 단점인 폭발을 원천적으로 막을 리튬 전도성 유·무기 복합 보호층을 개발했다고 밝혔다.
화학 박수진 교수팀, 리튬 금속 전지 폭발 문제점 잡고 안정성, 성능 높여 상용화 앞당긴다
2019.02.22
배터리의 성능을 획기적으로 올리려는 방안에 대해 세계 각국이 고민 중인 가운데, 우리가 흔히 사용하는 리튬 이온 전지에 비해 에너지 밀도가 10배 이상 높지만, 폭발의 우려 때문에 상용화할 수 없었던 리튬 금속 음극의 단점을 국내 연구팀이 해결해 주목을 모으고 있다.
UNIST 연구진, 차세대 배터리 소재 싸고 대량생산 가능한 합성기술 개발
2018.08.09
공동 저자인 UNIST 에너지공학과 송규진 석·박사통합과정 연구원은 "원자 단위의 메커니즘에서 규명했듯 실제 실리콘의 합성이 낮은 온도에서 이뤄진다는 게 확인됐다"며 "이는 실리콘 음극 소재의 대량 생산 가능성을 보여준 것"이라고 말했다.
2018.08.09
전기차를 비롯한 중대형 기기에는 대용량 배터리가 필요하다. 이를 구현할 차세대 음극물질로 ‘실리콘’이 꼽히는데, 고온에서 합성해야 해 비싸고 대량생산도 어려웠다. 이 문제를 ‘촉매’로 해결한 기술이 나와 눈길을 끌고 있다.
'주름진 실리콘' 소재, 오래 쓰는 고성능 배터리 만든다
2018.07.27
주름진 ‘실리콘’ 소재는 깨지지 않고 배터리를 안정적으로 작동시켰다. 충전 시 크게 부풀고, 심지어 부서지던 실리콘의 단점을 해결하게 된 것이다. 차세대 배터리 소재로 각광받는 실리콘의 활용에 한 발 더 다가가게 됐다.
고무처럼 늘어나는 분리막, '스트레처블 배터리' 실현!
2018.06.29
고무처럼 ‘늘어나는 배터리(stretchable battery)’를 완성할 기술이 개발됐다. 배터리의 양극과 음극 사이에 들어가는 ‘분리막’을 늘어나게 만든 최초의 시도다. 박수진-최남순 교수팀은 ‘늘어나는 배터리’에 적합한 ‘늘어나는 분리막’을 개발했다.
UNIST, 잘 늘어나고 안전한 리튬이온 배터리 기술 개발
2018.01.04
기존 웨어러블 배터리용 집전체는 잘 늘어나는 고분자에 전기 전도성이 높은 물질을 섞는 방식으로 만들었다. 그러나 이런 물질을 잡아당기면 전도성 물질 간의 연결이 끊어져 전기 전도성이 낮아지는 문제가 있다.
박 교수팀은 이 문제를 해결하기 위해 브라질포도라 불리는 '자보티카바'의 구조를 모사한 고분자 복합체(이하 자보티카바 고분자 복합체)를 만들었다.
2018.01.04
에너지 및 화학공학부의 박수진·서관용·김소연 교수팀은 ‘늘어나는 배터리’에 쓰일 새로운 고분자 복합체를 개발했다. 이 물질을 배터리 전극의 집전체(集電體)로 쓰고, 물 기반의 전해질을 적용해 ‘잘 늘어나고 안전한 리튬이온 배터리’도 만들었다. 물 기반의 전해질로 늘어나는 배터리를 만든 건 이번이 처음이다.
접어도, 구겨도, 망치질해도 작동하는 '폴더블 배터리'
2017.12.27
디스플레이를 접어서 쓰는 ‘폴더블 폰(Foldable phone)’의 출시가 다가오면서 접을 수 있는 배터리 기술에도 관심이 높다. 특히 UNIST(총장 정무영) 연구진이 최근 발표한 ‘폴더블 배터리(Foldable battery)’는 180도 접거나 구겨도, 또 망치로 내리쳐도 성능이 유지돼 크게 주목받고 있다.
2016.03.30
수소 생산이나 반도체, 배터리, 태양전지 등에 쓰이는 ‘실리콘 나노시트(Silicon nanosheet)’를 진흙과 소금으로 합성하는 새로운 방법이 개발됐다. 활용도가 다양한 나노시트를 저비용으로 대량생산할 방법으로 주목받고 있다.
2016.01.29
천연가스를 뜨겁게 달구면 손쉽게 나노와이어(nanowire)를 만들 수 있다. 복잡한 공정이 필요 없고, 백금 같은 귀금속 촉매도 쓰이지 않는다. 반도체나 배터리, 태양전지 등에 쓰일 각종 나노와이어를 저비용으로 대량생산할 방식으로 주목받고 있다.
힘 세고 오래 가는 배터리 만드는 '이중 벌집 나노막'
2015.07.28
힘 세고, 빨리 충전되며, 오래 가는 이차전지를 만들 분리막이 등장했다. 큰 구멍과 작은 구멍이 빼곡한 ‘이중 벌집 나노막’이다. 이 물질을 리튬이온배터리의 분리막으로 활용하면 기존보다 출력은 2.5배, 충전 속도는 3배, 수명은 4배 이상씩 높아진다.
2015.03.22
UNIST가 배출한 박사 3명이 대학 교수로 임용됐다. 개교 후 6년 동안 국내 교수로 임용된 첫 사례다. 모두 학위를 받고 1년 6개월이 되기 전에 임용돼 눈길을 끈다. 통상 박사 학위를 받고 교수로 임용되기까지는 3~4년 정도 걸린다.
2015.03.22
올해 2월 말 학위 수여식을 마치자마자 교수에 임용된 UNIST 동문이 있다. 에너지 및 화학공학부에서 박사 학위를 받은 유승민 교수다. 유 교수는 지난 3월 1일부터 울산과학대 환경화학공업과에서 새로운 도전을 시작했다.
2013.12.18
UNIST(총장 조무제)는 박수진(40) 교수(친환경에너지공학부)가 ‘2013년도 젊은과학자상(공학분야)’을 수상한다고 18일 밝혔다. ‘젊은과학자상’은 미래창조과학부(장관 최문기)와 한국과학기술한림원(원장 박성현)이 수여하는 상(대통령상)이다. 만 40세 미만의 과학자들 중 연구개발 업적이 뛰어나고 향후 세계적인 과학자로 성장할 수 있는 잠재력 있는 젊은 과학자에게 수여한다.
2013.05.06
국내 연구팀이 고분자 태양전지 에너지 전환율을 이전(7.4%)보다 20% 향상 8.9%까지 끌어올리는 기술을 개발했다. 이 기술은 차세대 태양전지로 각광 받고 있는 고분자 태양전지의 상용화에 가장 큰 문제점인 저효율 문제를 개선할 수 있는 것이어서 고분자 태양전지의 상용화에 성큼 다가서게 되었다.
2009.02.20
기존 기술에 비해 1만배 이상 저장 용량이 향상된 저장장치를 만들 수 있는 핵심 공정기술이 국내외 연구진에 의해 개발돼 하드디스크, 메모리스틱 등 정보저장 장치의 초대 용량화가 가능해 질 전망이다.