기능성 고분자는 분리막, 전해질, 촉매 지지체 및 에너지 소재의 핵심 기반 물질입니다. 본 연구실에서는 다양한 기능성 단량체의 중합과 고분자 개질을 통해 목적에 맞는 고분자 구조를 설계하고 있습니다. 특히 이온전도성 작용기, 친수성/소수성 조절기, 가교 구조 및 미세상분리 구조를 도입하여 고분자의 화학적 안정성, 기계적 물성, 이온 및 기체 전달 특성을 정밀하게 제어하는 연구를 수행하고 있습니다. 

Functional polymers serve as key platform materials for membranes, solid electrolytes, catalyst supports, and advanced energy materials. Polymer Energy Materials Lab designs and synthesizes functional polymers through controlled polymerization and post-polymerization modification. By introducing ion-conducting groups, hydrophilic/hydrophobic moieties, crosslinked networks, and microphase-separated structures, we aim to precisely control chemical stability, mechanical properties, and ion/gas transport behavior for advanced energy and environmental applications.

고분자 분리막은 기체 분리, 수처리, 전기화학 에너지 시스템 등 다양한 분야에서 선택적 물질 전달을 가능하게 하는 핵심 소재입니다. 본 연구실에서는 고분자의 자유부피, 미세상분리 구조, 이온전도성 작용기 및 무기 충전재와의 계면 구조를 제어하여 고성능 고분자 분리막과 혼합매트릭스 분리막을 개발하고 있습니다. 이를 통해 투과도, 선택도, 내구성 간의 균형을 향상시키고, 가스 분리 및 가혹한 전기화학 환경에서 안정적으로 작동할 수 있는 차세대 분리막 소재를 연구합니다. 

Polymer-based membranes are essential materials for selective transport in gas separation, water treatment, and electrochemical energy systems. Our laboratory develops advanced polymeric membranes and mixed-matrix membranes by controlling free volume, microphase-separated morphology, ion-conducting functionality, and interfacial structures with inorganic fillers. Through rational membrane design, we aim to improve the balance between permeability, selectivity, and durability for gas separation, electrochemical devices, and harsh operating environments. 

수전해와 연료전지는 수소 생산 및 활용을 위한 대표적인 전기화학 에너지 변환 기술이며, 이온교환막과 고체전해질은 시스템 성능과 내구성을 결정하는 핵심 소재입니다. 본 연구실에서는 알칼라인 수전해 및 음이온교환막 수전해 조건에서 이온전도도, 기체 투과, 화학적 안정성, 계면 저항을 종합적으로 분석하고, 고효율·장수명 전기화학 시스템 구현을 위한 고분자 전해질 소재를 개발하고 있습니다. 또한 연료전지 환경으로 연구를 확장하여 다양한 수소 에너지 시스템에 적용 가능한 이온전도성 고분자 소재를 설계합니다.

Water electrolysis and fuel cells are representative electrochemical energy conversion technologies for hydrogen production and utilization, where ion exchange membranes and solid electrolytes play a critical role in determining system performance and durability. Our research focuses on ion conductivity, gas crossover, chemical stability, and interfacial resistance under alkaline water electrolysis and anion exchange membrane water electrolysis conditions. We further extend our membrane design strategies to fuel cell environments, aiming to develop efficient, durable, and scalable ion-conducting polymer materials for hydrogen energy systems.

고분자 복합소재는 단일 고분자 소재의 한계를 극복하고 기계적 강도, 이온 및 기체 전달 특성, 전기화학적 성능을 동시에 향상시킬 수 있는 효과적인 소재 설계 전략입니다. 본 연구실에서는 무기 나노입자, 다공성 지지체, 전도성 탄소 소재 및 나노구조 전극을 고분자 매트릭스와 결합하여 계면 상호작용과 계층적 구조를 제어하는 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 복합소재는 분리막, 고체전해질, 전극 및 에너지 저장 소재로 응용되어 차세대 전기화학 및 분리 기술의 플랫폼으로 활용될 수 있습니다.

Polymer composites and nanocomposites provide an effective strategy to overcome the limitations of single-component polymer materials by simultaneously enhancing mechanical strength, transport properties, and electrochemical performance. Polymer Energy Materials Lab develops composite materials by incorporating inorganic nanoparticles, porous supports, conductive carbon materials, and nanostructured electrodes into polymer matrices. By tailoring interfacial interactions and hierarchical structures, these materials are applied to membranes, solid electrolytes, electrodes, and energy storage devices as multifunctional platforms for next-generation electrochemical and separation technologies