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울산과학기술원 에너지화학공학과 김영식 교수는 차세대 이차전지 기술 분야를 선도하고 있습니다. 특히 해수전지, 레독스 플로우 배터리, 리튬 이온 이차전지의 핵심 소재인 고체 전해질 및 전극 개발에 집중하며 에너지 효율과 안전성을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다. 또한, 폐배터리로부터 유가 금속 및 리튬을 회수하는 친환경 재활용 기술과 담수/수소 생산 및 이산화탄소 포집 등 다기능성 배터리 시스템 개발에도 기여하고 있습니다. 김영식 교수 연구팀은 혁신적인 배터리 기술을 통해 지속 가능한 미래 에너지 솔루션을 제시합니다.
| 연구자 프로필 |  |
| 연구자 명 | 김영식 |
| 직책 | 교수 |
| 이메일 | ykim@unist.ac.kr |
| 재직 상태 | 재직 중 |
| 부서 학과 | 에너지화학공학과 |
| 사무실 번호 | 0522172921 |
| 연구실 | 해수자원화기술연구센터 |
| 연구실 홈페이지 | http://yklab.kr/ |
| 홈페이지 | http://yklab.kr/ |
| 소속 | 울산과학기술원 |
| 회사명 | 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 |
| 재직기간 | 2015.01.01 ~ 재직 중 |
| 담당업무 | 에너지화학공학과 교수, 강소특구센터장, 해수자원화기술연구센터장 겸임. - 차세대 대용량 전력변환 및 저장 시스템 개발 - 해수 흐름 전지 및 해수전지 각형 Unit Cell 개발 |
| 회사명 | 포투원 (4 TO ONE) |
| 재직기간 | 2015.01.01 ~ 재직 중 |
| 담당업무 | UNIST 교원 창업기업 대표. - 해수전지 원천기술 기반 법인 설립 및 운영 총괄 - 신용보증기금 '퍼스트 펭귄' 기업 선정 - 해수전지 소재 테스트 키트 개발 및 판매, 해양 환경 적합 해수전지 제품 상용화 추진 |
| 회사명 | 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 |
| 재직기간 | 2013.01.01 ~ 2015.12.31 |
| 담당업무 | 에너지 및 화학공학부 조교수 재직. |
| 회사명 | Indiana University Purdue University Indianapolis |
| 재직기간 | 2010.01.01 ~ 2013.12.31 |
| 담당업무 | 기계공학과 조교수 재직. |
| 회사명 | The University of Texas at Austin |
| 재직기간 | 2006.01.01 ~ 2010.12.31 |
| 담당업무 | 박사후연구원 재직. |
| 연구 1 | 차세대 이차전지 핵심 소재 및 시스템 개발 |
| 내용 | 본 연구실은 지속 가능한 에너지 솔루션을 위한 차세대 이차전지 기술 개발을 선도하고 있습니다. 특히 해수전지, 레독스 플로우 배터리, 리튬 이온 이차전지와 같은 고성능 에너지 저장 시스템의 핵심 소재 연구에 주력합니다. 에너지 밀도와 안전성을 극대화하기 위해 고체 전해질 및 혁신적인 전극 소재 개발에 집중하며, 실제 적용 가능한 차세대 배터리 시스템의 원천 기술을 확보하고 있습니다. 이러한 연구는 기존 배터리의 한계를 극복하고, 전기차, ESS(에너지저장장치) 등 다양한 응용 분야에서 요구되는 성능과 안전성 기준을 충족시키는 데 기여합니다. 저비용·고효율의 해수전지는 해양 자원을 활용하여 대규모 에너지 저장 가능성을 열며, 한국전력공사와의 협력을 통해 20WH급 각형 Unit Cell 개발을 진행하는 등 상용화를 위한 실증 연구가 활발합니다. 또한, 안정성과 수명 향상을 위한 고이온전도성 고체전해질 막 개발은 물론, LG화학과의 고용량 리튬이차전지 연구를 통해 차세대 전지의 상업적 가치를 높이고 있습니다. 본 연구실의 기술은 미래 에너지 패러다임 전환에 필요한 핵심 동력을 제공하며, 산업 파트너에게는 경쟁력 있는 기술 이전 및 공동 연구 기회를 창출할 수 있습니다. |
| 연구 2 | 폐배터리 재활용 및 유가금속 회수 기술 |
| 내용 | 본 연구실은 지속 가능한 자원 순환 경제를 구축하기 위한 친환경 폐배터리 재활용 기술 개발에 힘쓰고 있습니다. 특히, 수명이 다한 리튬이차전지로부터 리튬을 포함한 니켈, 코발트 등 유가 금속을 고효율로 회수하는 기술을 중점적으로 연구합니다. 현재 폐배터리에서 가치 있는 금속을 추출하는 기존 방법은 환경 오염 유발 및 높은 에너지 소비라는 한계를 가지고 있습니다. 본 연구실은 이러한 문제를 해결하기 위해 저에너지, 친환경 습식 야금 기술을 기반으로 하는 혁신적인 리튬 회수 및 금속 재자원화 공정을 개발하고 있습니다. 한국에너지기술평가원의 '도시광산 희소금속 재자원화 기술' 과제 참여를 통해 기술력을 입증하였으며, 재활용 과정에서 발생하는 환경 부하를 최소화하면서 경제성을 확보하는 것을 목표로 합니다. 이 기술은 배터리 원자재의 안정적인 공급망을 구축하고, ESG 경영을 실천하고자 하는 기업들에게 실질적인 가치를 제공하며, 순환 경제 시스템 구축에 기여할 것입니다. |
| 연구 3 | 다기능성 배터리 시스템 및 환경 응용 |
| 내용 | 본 연구실은 배터리 기술을 단순히 에너지 저장에 그치지 않고, 담수화, 수소 생산, 이산화탄소 포집 등 다양한 환경 문제 해결에 적용하는 융합 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 해수전지의 장점을 활용하여 해수를 담수화하거나, 전극 반응을 통해 수소를 생산하는 기술, 그리고 이산화탄소를 효과적으로 포집하여 재활용하는 다기능성 배터리 시스템 개발에 집중하고 있습니다. 이러한 연구는 울산광역시와의 협력을 통해 독립형 자가충전 해수자원화 시스템 셀 개발, 동서발전과 한국에너지공단과의 해수전지 기반 에너지 독립형 어망용 GPS 부이 개발 등 실제 환경에 적용 가능한 솔루션으로 구현되고 있습니다. 본 연구실은 배터리 기술의 새로운 응용 분야를 개척함으로써 에너지 저장과 환경 보호라는 두 가지 목표를 동시에 달성하고 있습니다. 이를 통해 담수 부족, 기후 변화 등의 글로벌 문제 해결에 기여하며, 친환경 기술을 필요로 하는 다양한 산업 분야와의 협력을 모색하고 있습니다. |
| 활동 내용 | [연구 과제 참여] - 울산과학기술원: 국가전력난 해소용 차세대 대용량 전력변환 및 저장시스템 개발 (2015년~) - 한국연구재단: 대용량 에너지 저장용 무금속 해수 흐름 전지 (2016년~) - 한국전력공사: 해수전지 20WH급 각형 Unit Cell 개발 (2017년~) - 한국동서발전: 해수전지를 이용한 파일럿급 ESS 설비구축 원천기술개발 및 시험 (2017~2018년) - 한국연구재단: R2R 타입의 고이온전도 기능성 고체전해질 막 핵심 기술 개발 (2017년~) - 한국에너지기술평가원: 도시광산의 희소금속 재자원화 기술 고급트랙 (2017년~) - 울산광역시: 독립형 자가충전 해수자원화 시스템 셀 개발 (2018년~) - LG 화학: 고용량 리튬이차전지 개발을 위한 Lithium source 및 MLE(Multi Layer Electrolytes, 다층전해질)에 관한 연구 (2018년~) - 동서발전, 한국에너지공단, 울산광역시: 해수전지 기반 에너지 독립형 어망용 GPS 부이 개발 및 보급 사업 (2019년~) - 산업통상자원부: 지역 활력 프로젝트 사업 선정 및 해수전지 적용 제품 제작/실증 사업 진행 (2020년 5월~) [기관 협력 및 자문] - 美 에너지부 ARPA-E, UNIST 방문 (협력 논의) - 한국해양과학기술원과 해수전지 상용화를 위한 업무협약 - 미래창조과학부, 한국전력, 한국동서발전 등 다수 기관과의 연구 지원 및 사업 발굴 협력 - 중소기업 기술 지원: 학교 내 연구/개발 기술 이전, 이차전지 밸류체인 구축 지원, 산업 경쟁력 강화 (강소특구센터장으로서 활동) - 울산 지역 업체들과 해수전지 적용 제품 제작 및 실증 사업 기술 지도 수행. - 장지욱 교수와의 공동 특허: 수소 생산을 위한 이차 전지 (2020.02.20) |
| 학력 사항 | 아이오와주립대 신소재공학 박사 (2006) 아이오와주립대 신소재공학 석사 (2003) 성균관대학교 재료공학과 학사 (2000) |
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