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울산과학기술원 에너지화학공학과 장지현 교수님은 지속 가능한 미래를 위한 혁신적인 에너지 및 환경 기술 개발에 매진하고 계십니다. 전 세계가 직면한 물 부족과 청정에너지원 확보라는 중대한 문제점을 해결하고자, 태양광을 활용한 고효율 물분해 기술과 해수 담수화 장치 개발에 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 또한, 차세대 에너지 저장 장치인 슈퍼커패시터 및 금속-공기 전지 분야에서 뛰어난 성능을 자랑하는 나노소재 및 전극 촉매 연구를 통해 에너지 효율과 안정성을 극대화하는 독창적인 해결책을 제시하고 있습니다. 3차원 그래핀, 헤마타이트 기반의 광전극, 니켈 복합체 등 첨단 신소재를 활용한 장지현 교수님의 연구는 미래 사회의 에너지 패러다임을 변화시키는 데 핵심적인 역할을 수행할 것으로 기대됩니다.
| 연구자 프로필 |  |
| 연구자 명 | 장지현 |
| 직책 | 교수 |
| 이메일 | clau@unist.ac.kr |
| 재직 상태 | 재직 중 |
| 부서 학과 | 에너지화학공학과 |
| 사무실 번호 | 0522171802 |
| 연구실 | 구조 및 지속가능 에너지 연구실 |
| 연구실 홈페이지 | https://starlibrary.org/research/laboratoryDetail?mngNo=919 |
| 홈페이지 | https://starlibrary.org/research/researcherDetail?mngNo=1277&searchName=%EC%9E%A5%EC%A7%80%ED%98 |
| 소속 | 울산과학기술원 |
| 회사명 | UNIST |
| 재직기간 | 재직 중 |
| 담당업무 | 에너지 화학공학과 교수 |
| 회사명 | MIT |
| 재직기간 | - |
| 담당업무 | 재료공학 박사후연구원 |
| 연구 1 | 고효율 물분해 및 해수 담수화 기술 |
| 내용 | 울산과학기술원 에너지화학공학과 장지현 교수 연구팀은 지속 가능한 미래를 위한 혁신적인 에너지 및 환경 기술 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 전 세계적인 물 부족 문제와 청정에너지원 확보의 중요성을 인식하여, 태양광을 활용한 고효율 물분해 기술과 해수 담수화 장치 개발에 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 고성능 광전극 및 광촉매 개발에 중점을 둡니다. 예를 들어, 헤마타이트(α-Fe2O3) 기반의 광전극 성능 향상을 위한 이종 도핑(인, 티타늄, 붕소, 게르마늄, 실리콘 등) 연구를 통해 물 분해 효율을 극대화하고 있으며, 2021년에는 <네이처 커뮤니케이션>을 통해 수소 생산 효율 5%를 달성한 연구 결과를 발표한 바 있습니다. 또한, 태양광 증발기 및 이를 포함하는 태양광 담수화 장치, 복합 구조체 기반 담수화 장치 등에 대한 다수의 특허를 보유하고 있어, 실제 적용 가능한 기술 개발에 대한 깊은 이해와 역량을 보여줍니다. 이러한 연구는 물 자원 확보와 청정 수소 생산이라는 두 가지 핵심 과제를 동시에 해결하여 미래 사회의 지속 가능한 에너지 패러다임 전환에 기여할 것으로 기대됩니다. |
| 연구 2 | 차세대 에너지 저장 장치 및 나노소재 |
| 내용 | 본 연구실은 미래 사회의 핵심 동력원이 될 차세대 에너지 저장 장치인 슈퍼커패시터 및 금속-공기 전지 분야에서 뛰어난 성능을 자랑하는 나노소재 및 전극 촉매 연구를 수행하고 있습니다. 에너지 효율과 안정성을 극대화하는 독창적인 해결책을 제시하기 위해, 다양한 다차원 구조체 제작 기술을 활용하고 있습니다. 특히, 3차원 그래핀, 니켈 복합체, 전이금속 칼코젠화합물 등 첨단 신소재의 합성과 응용에 집중하여 고성능 전극 재료를 개발하고 있습니다. 예를 들어, 3차원 다공성 구리 구조체 상에 탄소와 수산화니켈이 코팅된 니켈 필름 복합체를 이용한 슈퍼커패시터, 메조기공성 삼차원 니켈 전극을 포함하는 고성능 유연성 슈퍼캐패시터, 금속산화물이 용출된 이중층 페로브스카이트 산화물을 활용한 플렉서블 하이브리드 슈퍼커패시터 등에 대한 특허를 다수 보유하고 있습니다. 이러한 연구는 에너지 저장 밀도와 출력 특성을 획기적으로 향상시켜 웨어러블 디바이스, 전기차, 스마트 그리드 등 다양한 응용 분야에서 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다. |
| 연구 3 | 다차원 나노 구조체 및 2D 물질 응용 |
| 내용 | 장지현 교수 연구실은 다양한 에너지 관련 응용 분야에 적용될 수 있는 다차원 규칙적 배열의 나노 구조체 및 2차원 물질 제작 연구에 깊이 있는 전문성을 가지고 있습니다. 그래핀, 전이금속 칼코젠화합물과 같은 2D 물질의 합성과 응용을 통해 물질의 특성을 제어하고 새로운 기능을 부여하는 기술을 개발합니다. 이 연구는 광전기화학적 수소 생산, 슈퍼커패시터, 배터리 등 에너지 변환 및 저장 시스템의 성능을 비약적으로 향상시킬 수 있는 기반을 제공합니다. 예를 들어, 3차원 나노구조체 및 다용도 고성능 나노다공성 그래핀 폼의 제조 방법, 3D-그래핀 기반의 전극 및 슈퍼캐패시터, 열전 특성을 갖는 3차원 그래핀 나노-네트워크 등에 대한 특허를 보유하며, 다차원 구조체 설계 및 제조에 대한 독보적인 기술력을 입증하고 있습니다. 또한, 반도체, 포토레지스트, 산소 산화 반응(OER), 산소 환원 반응(ORR), 표면 증강 라만 분광학(SERS) 등 광범위한 응용 분야에서 우수한 특성을 가진 2차원 및 3차원 나노 구조체가 큰 가능성을 열어줄 것으로 보고 지속적인 연구를 이어가고 있습니다. |
| 활동 내용 | [학회/위원회 활동] - Materials Today Energy (Elsevier) 편집위원 - 금속재료학회지 편집위원 |
| 학력 사항 | 화학 박사, KAIST (2003) |
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