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소재분석연구부

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소재분석연구부는 에너지/환경 소재를 비롯한 다양한 기능성 첨단 소재의 발굴 및 성능 향상에 필수적인 고난이도 분석과학 원천기술 및 관련 소재 개발에 집중하고 있습니다.

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주요수행연구

에너지 소재의 in-situ/operando 분석법 개발 및 신소재 발굴 연구

  • 동작중인 이차전지, 태양전지, 이차전지 촉매 등의 상변화, 조성변화, 전자구조 변화 등의 실시간 측정을 바탕으로 고효율 에너지저장 신소재 개발
  • 차세대 융복합 in-situ 나노분석시스템(Advanced In-situ Surface Analysis System: AISAS)을 활용한 저차원 나노소재의 성장 메커니즘 규명 및 순수 물성 연구

이온/분자의 국소 동력학(dynamics) 관찰이 가능한 분석 기법 개발 및 응용

  • 배터리, 연료전지 등 에너지 전환 시스템 내의 이온 거동 측정
  • 고분자 전해질 내 물/이온 거동 측정

에너지·환경 융합소재 개발

  • 첨단 분석 기법을 기반으로 한 리튬 2차전지 및 수소저장 소재 등 에너지 융합소재와 환경유해물질 저감/제거 소재 개발

대표적 연구사례

그래핀 합성시 발생하는 나노주름 원인 발견

  • 그래핀은 합성 후 냉각과정에서 팽창하는 독특한 성질로 인해 수축하는 구리기판과의 계면에서 스트레스가 발생하여 그래핀 층에 나노주름이 형성됨. 현미경과 라만분광기를 이용한 그래핀의 층수 및 그래핀 격자의 변형률에 대한 분석을 통하여 나노주름의 원인을 밝혀 그래핀 전극개발에 새로운 아이디어를 제공하였음. (Nano Letters, 2016, 16, 5993)
  • 그래핀 합성시 형성되는 나노주름의 (a) 광학현미경 영상, (b) 라만(Raman) 스펙트럼, (c) 2D 신호선폭 이미징 결과 (d) G신호 크기/2D신호 크기에 대한 라만 이미징 결과. (e) 광학현미경 영상과 라만 이미징 결과를 겹친 영상.  그래핀 합성시 형성되는 나노주름의 (a) 광학현미경 영상, (b) 라만(Raman) 스펙트럼, (c) 2D 신호선폭 이미징 결과 (d) G신호 크기/2D신호 크기에 대한 라만 이미징 결과. (e) 광학현미경 영상과 라만 이미징 결과를 겹친 영상.

K+ 이온 전지의 음극전극 용량과 장시간 안정성 개선

  • 비정질 탄소와 reduced graphene oxide를 가진 복합체(Sb-C-rGO) 전극을 사용하여 Sb 입자의 충방전시 부피 변화 영향을 감소시키면, Sb기반 음극전극의 K 저장 용랑이 증가하고 장기간 안정성이 개선됨.
  • Sb-C-rGO 복합체 전극은 0.5Ag-1에서 310mAhg-1의 가역 용량을 100싸이클 후에도 79%까지 유지함.

ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11(31), 27973ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11(31), 27973