방진호 문서 원본 보기

대학원 [[바이오나노학과]] 교수이자 ERICA [[과학기술융합대학]] [[화학분자공학과]] 교수이다.
[[분류: 교수]]

=교내동정=
* 2019.05 [[이달의연구자]] 선정

= 연구실적 =
==연구 실적==
===차세대 코발트 프리 배터리 수명 저하 원인 규명<ref><뉴스H> 2026.06.09 [기사URL 방진호 교수팀, 차세대 코발트 프리 배터리 수명 저하 원인 최초 규명]</ref>===
*방진호 교수 연구팀은 차세대 배터리 소재로 주목받는 '코발트 프리 하이 니켈 코어/쉘 양극재'의 표면 불안정성을 유발하는 근본 원인을 규명하고, 이를 극복할 수 있는 공정 전략을 개발했다.
*연구팀은 성능 저하의 결정적 원인이 합성 초기 단계에서 발생하는 '수산화물 전구체의 공기 노출'에 있음을 밝혔다. 전구체가 산소가 풍부한 대기에 노출될 때 자발적인 표면 망간 산화가 발생하고, 소성 과정에서 얀-텔러 왜곡(Jahn-Teller distortion)을 유도해 산소 결함이 풍부한 불안정한 표면층을 형성한다는 것이다.
*이렇게 변형된 표면 구조는 전해액의 화학적 분해를 가속화하고 망간 용출을 유발하며, 음극 성능까지 저하시키는 연쇄 반응을 일으키는 것으로 나타났다. 연구팀은 니켈 함량이 95% 이상인 시스템에서 이러한 표면 붕괴가 1,000회 충방전 동안의 용량 저하 속도를 2배 가속화한다는 사실을 입증했다.
*연구팀은 결함을 차단하기 위한 해결책으로 소성 과정에서 리튬 함량을 기존보다 10% 초과 상태로 합성하는 '리튬 보상 전략'을 제시했다. 이 방법을 적용하면 결함성 스피넬 상의 형성이 억제되고 망간-산소 간 결합력이 복원되어 90% 이상의 용량 유지율과 높은 전기화학적 안정성을 확보할 수 있다.
*본 연구는 과학기술정보통신부와 교육부가 지원하는 한국연구재단 사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 학술지 『Energy & Environmental Science』에 2026년 5월 13일 온라인 게재됐다.
*해당 논문 「Precursor-driven Jahn-Teller distortion as a hidden origin of surface instability in Mn-stabilized Ni-rich cathodes」에는 한양대 ERICA 심진하 석박통합과정생이 제1저자로, 유영걸 석사과정생과 최유빈 석사과정생이 공동저자로, 방진호 교수가 교신저자로 참여했다.

===고용량 및 열적 안정성을 구현하는 산화탄소구조 개발(2019.05)<ref><뉴스H> 2019.05.30 방진호 교수, 에너지 저장 장치용 탄소전극소재 표면 개질의 비밀 풀다</ref>===
# 전기차 등의 배터리 보완재로써 시동· 급정거·급가속 등 순간적인 고출력에너지 방출과 저장에 사용되는 '슈퍼커패시터(supercapacitor)'의 용량을 크게 향상시키는 원천기술을 확보했다. 
# 방 교수팀이 개발한 새로운 산화탄소전극 물질은 슈퍼커패시터의 충·방전 용량을 높이는 것 외에 안정적이며 공정이 간단하다는 장점이 있어 향후 슈퍼커패시터의 대량 생산과 상용화에 기여할 수 있을 것으로 예상된다.
===은 나노입자로 태양전지를 구동하다([[이달의연구자]] 2019.05)<ref><뉴스H> 2019.05.14 방진호 교수, 은 나노입자로 태양전지를 구동하다</ref>===
# 방 교수가 은 나노입자를 통해 태양전지를 구동하는 법을 발견했다. 방 교수의 이번 연구는 광전환 효율(태양에너지를 전기 에너지로 바꾸는 효율)이 낮아 실험 소재로 잘 사용되지 않는 은을 사용했다는 데에 의의가 있다. 
# 이 기사 및 연구의 내용은 아래 2019.04 기사와 연결된다.
===은 나노입자 태양전지 안정성 및 효율 향상 기술 개발(2019.04)<ref><뉴스H> 2019.04.03  방진호 교수, 은 나노입자 태양전지 안정성 및 효율 향상 기술 개발</ref>===
# 방 교수팀이 은 나노입자를 이용한 태양전지의 안정성을 확보하고 광전환 효율도 획기적으로 끌어올렸다. 광전환 효율은 입사되는 태양광 에너지와 태양전지에서 출력되는 전기 에너지의 비율을 말한다.
# 은 나노입자의 표면에서 은(Ag)과 황(S)의 복합체가 응집되도록 유도하는 합성법을 개발해 은 나노입자의 단점을 극복했다. 태양전지의 광전환 효율을 2배 끌어올리고, 안정적으로 구동되는 시간을 수십 배 향상시켰다. 은 나노입자가 복합체에 둘러싸이면서 안정성이 대폭 향상되고, 은 나노입자의 표면에서 중심부를 향한 전자의 이동이 용이해져서 여기 전자 수명도 크게 높아질 수 있었다.
# “pH(용액 농도)를 조절해서 리간드(Ligand)를 은 나노입자 주위에 둘러싸도록 합니다. 그러면 보호막이 형성돼 은 나노입자의 안정성을 높일 수 있죠.” <ref>[[사랑한대매거진249]]-이달의 연구자 인터뷰</ref>
===리튬이온 이차전지 전극소재 합성기술 개발(2018.06) <ref><뉴스H> 2018.06.11 [http://www.hanyang.ac.kr/surl/c4Wl 리튬이온 이차전지 전극소재 합성기술 개발]</ref>===
# 방진호 바이오나노학과 교수가 새로운 개념의 리튬이온 이차전지의 전극소재 합성기술을 개발했다. 새로운 합성법은 벌크 산화물에 순차적으로 열(熱)을 가해 나노구조 산화물로 변환시키는 ‘하향식 나노구조화’ 원천기술이다.
# 전극소재를 만드는 비용이 기존보다 저렴해 중·대형 이차전지의 상용화에 기여할 수 있다고 평가받는다.
# 전극소재를 만드는 비용이 기존보다 저렴해 중·대형 이차전지의 상용화에 기여할 수 있다고 평가받는다.

=수상=
* 2021, 제1회 경기도 과학기술인상
=주석=
<references />
[[분류:바이오나노학과]]
[[분류:이달의연구자]]
[[분류:화학분자공학과]]