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인천대학교 화학과 김태현 교수는 혁신적인 고분자 소재 연구를 통해 차세대 에너지 및 환경 기술 발전에 기여하고 있습니다. 특히 연료전지용 고성능 음이온 교환막, 리튬이온전지용 실리콘 음극 바인더, 그리고 이산화탄소 분리막 등 다양한 고분자 기반 특허를 다수 보유하고 계십니다. 김태현 교수의 연구는 고온 및 저습 조건에서도 우수한 안정성과 전도도를 확보하는 데 중점을 두며, 물리적, 화학적 강도가 뛰어난 신소재 개발에 주력하고 있습니다. 본 프로필은 김태현 교수의 주요 특허 정보를 상세히 소개하여 그의 심도 깊은 연구 전문성을 보여드립니다.
| 연구자 프로필 |  |
| 연구자 명 | 김태현 |
| 직책 | 교수 |
| 이메일 | tkim@inu.ac.kr |
| 재직 상태 | 재직 중 |
| 부서 학과 | 화학과 |
| 사무실 번호 | 0328358232 |
| 연구실 | Organic Material Synthesis Lab |
| 연구실 홈페이지 | https://sites.google.com/site/inuomslab/ |
| 홈페이지 | https://sites.google.com/site/inuomslab/ |
| 소속 | 인천대학교 |
| 회사명 | 인천대학교 |
| 재직기간 | 재직 중 |
| 담당업무 | 2004.09 인천대학교 화학과 (교수) |
| 회사명 | 이스트만 케미칼 회사 |
| 재직기간 | - |
| 담당업무 | 2003.11 ~ 2004.05 이스트만 케미칼 회사 (책임연구원) |
| 연구 1 | 고성능 연료전지 및 그린수소 생산용 이온 교환막 개발 |
| 내용 | 본 연구실은 차세대 에너지 시스템의 핵심 요소인 고성능 이온 교환막 개발에 주력하고 있습니다. 특히 알칼리 연료전지와 그린수소 생산을 위한 수전해 장치에 적용되는 음이온 교환막 분야에서 독보적인 기술력을 보유하고 있습니다. 당 연구실은 코움 구조를 갖는 알킬 비스이미다졸리움계 가교형 음이온 교환막, 자체응집형 음이온 교환막, 그리고 모폴리니움 작용기를 갖는 공중합체 기반의 음이온 교환막을 개발하여 높은 수산화물 전도도와 우수한 기계적 강도 및 화학적 안정성을 동시에 확보했습니다. 이온성 액체를 함유하거나 가교제로 활용한 고분자 전해질 막은 고온 및 저습 조건에서도 높은 전도도를 유지하며, 물과 수소결합을 이루는 작용기를 통해 고분자 내 물을 효율적으로 유지하여 극한 환경에서도 뛰어난 성능을 발휘합니다. 이러한 기술은 고내구성, 고성능 음이온 교환막을 통해 차세대 연료전지의 효율을 극대화하고, 그린수소 생산 비용을 절감하여 에너지 전환 시대에 필수적인 역할을 수행합니다. 관련 다수의 특허 등록을 통해 기술의 독창성과 우수성을 인정받았습니다. |
| 연구 2 | 고용량 실리콘 음극재용 고분자 바인더 소재 연구 |
| 내용 | 본 연구실은 리튬이온전지의 성능을 결정하는 핵심 소재인 고용량 실리콘 음극재용 고분자 바인더 연구를 선도하고 있습니다. 실리콘 음극재는 높은 에너지 밀도를 제공하지만 충방전 시 발생하는 큰 부피 변화로 인해 안정성 확보가 어려운 문제를 안고 있습니다. 이를 해결하기 위해 당 연구실은 독자적인 고분자 설계 및 합성 기술을 개발했습니다. 강력한 기계적 강도를 지닌 키토산과 우수한 전기전도도를 갖는 아닐린계 고분자를 그래프트 중합한 바인더는 실리콘 음극의 부피 변화를 효과적으로 완화하고 전지 성능을 획기적으로 개선합니다. 또한 폴리아크릴산과 폴리아닐린의 산-염기 상호작용을 활용하여 결착력을 강화하고 사이클 성능 및 전기전도성을 향상시켰습니다. 가역적인 산-염기 상호작용을 통해 물리적으로 가교된 자가 복원 고분자 바인더는 우수한 강성과 탄성을 제공하며, 다양한 기능성 고분자를 물리적 결합 가교제와 복합화하여 실리콘 음극의 안정성과 성능을 최적화하고 있습니다. 이러한 혁신적인 바인더 기술은 차세대 고용량 이차전지의 상용화를 가속화하는 데 크게 기여하고 있습니다. |
| 연구 3 | 고성능 이산화탄소 및 기체 분리막 기술 개발 |
| 내용 | 본 연구실은 환경 문제 해결과 자원 효율성 증대를 위한 고성능 기체 분리막 기술 개발에 집중하고 있습니다. 특히 이산화탄소 포집 및 분리를 위한 고분자 분리막 분야에서 주목할 만한 성과를 창출하고 있습니다. 이온성 액체 작용기를 고분자의 곁가지에 도입하거나, 이미다졸리움-PEO계 이오닌 고분자 분리막을 개발하여 우수한 열적, 기계적 안정성과 함께 높은 이산화탄소 용해도 및 선택도를 구현했습니다. 특히 CO2/N2 및 O2/N2 투과 선택도가 매우 높은 고성능 분리막은 실제 산업 공정 적용 가능성을 보여줍니다. 폴리이미드 막에 피페라지늄-매개 가교 기술을 적용하여 고분자의 견고한 주쇄를 유지하면서도 가소화에 대한 뛰어난 저항력을 확보했습니다. 최근 PIM-1 고분자 분리막에 PEG/PPG-CN을 첨가하고 열처리하여 이산화탄소 분리 성능을 더욱 향상시키는 연구를 통해, 이산화탄소 투과도와 선택도를 높이고 가소화 저항성을 확보하여 실제 기체 분리 공정 적용 가능성을 성공적으로 확인했습니다. 이 기술은 탄소 중립 사회 실현에 필수적인 이산화탄소 저감 솔루션을 제공합니다. |
| 학력 사항 | 2001.04.30 Univ. of Cambridge (이학박사) 1997.02.25 성균관대학교 (이학석사) 1995.02.22 성균관대학교 (이학사) |
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