에너지환경세라믹스연구실에서는 결정결함화학 기반 이온 전도성 세라믹스의 성능 향상 연구에 중점을 두고 있으며, 에너지 소재 및 환경 기술에 관한 연구를 수행한다. 첨단 세라믹의 전기화학적 특성에 대한 이해와 나노 분말 합성, 박막 및 후막 공정 등을 융합하여 심도 있는 연구를 수행하고 있으며 산·학·연연계를 통한 폭 넓은 협력 연구 개발을 진행한다.

1소재: 에너지 소재에서의 이온전도성 및 전기화학적 분극현상 연구

Na β"-Alumina를 비롯한 Li/Na conducting electroceramics (LLZO, LLTO, NASICON etc.)

O2- conducting electroceramics (Acceptor-doped ceria, Stabilized zirconia, Lanthanum cobaltite 등)

고성능 이차전지용 전극 소재

2분석: 전기화학적 성능 평가 및 조성/구조 분석

전기화학적 임피던스 분광법

전류/전압 제어를 통한 소재의 전기적 특성 평가 (이차전지 평가 포함)

에너지 소재 평가를 위한 기본 분석 툴 (X선회절, 입도 분산, 주사전자현미경, 투과전자현미경, EDS 등)

3공정: 분말 합성, 세라믹 후막 공정 및 다차원 구조 제조

나노 분말 합성 (고활성양극, 저온합성 전해질 / 공침법, 에너지분쇄법)

후막 제조 공정 (이차전지용 전해질, 연료전지, 산소투과분리막 등 / Tape casting, Screen printing, Slurry control)

박막 제조 공정 (이온전도박막, 저온용 고체전해질 / RF/DC sputtering, Pulsed Laser Deposition)

세라믹 소결 및 열처리 공정 (소재 치밀화, 입성장 억제, 상 합성 등)

4어플리케이션: 차세대 에너지 디바이스

나트륨 이온 전도 소재를 활용한 나트륨계 고안전성 이차전지

리튬 이온 전도성 세라믹 전해질을 활용한 리튬계 이차전지

산소 이온 전도 특성을 활용한 고체산화물연료전지 및 산소투과분리

Research Interests

Ionic transport based on defect chemistry of ceramics for rechargeable batteries and fuel cells

Accelerating cation (Na+, Li+) / anion (O2- ) conduction in solid electrolytes

Suppressing polarization on electrolyte-electrode interface

Designing high-performance electrode materials

Architecting brand-new electrochemical devices

Representative Achievements

Suppressing electrode polarization in sodium metal-halide batteries

Younki Lee, Han-Jun Kim, Dong-Jin Byun, Kwon-Koo Cho, Jou-Hyeon Ahn, Chang-Sam Kim*, “Electrochemically activated Na–ZnCl2 battery using a carbon matrix in the cathode compartment”, Journal of Power Sources 440 (2019) 227110

Designing a brand-new electrochemical device

Younki Lee, Young Min Park, Gyeong Man Choi*, “Micro-solid oxide fuel cell supported on a porous metallic Ni/stainless-steel bi-layer”, Journal of Power Sources 249 (2014) 79-83

High-performance electrode materials for rechargeable batteries

Ying Liu, Anupriya Haridas, Kwon-Koo Cho, Younki Lee*, Jou-Hyeon Ahn*, “Highly Ordered Mesoporous Sulfurized Polyacrylonitrile Cathode Material for High-Rate Lithium Sulfur Batteries”, Journal of Physical Chemistry C 121 (47) (2017) 26172–26179