성균관대학교 공과대학 화학공학부
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에너지 기술 Energy Technology
에너지 기술은 여러 학문분야가 관련된 영역으로 에너지의 효율적이고 안전한 추출, 사용, 저장, 이송, 변환에 관한 학문임. 화학공학은 이러한 에너지 기술 분야에서 중추적인 역할을 하고 있음. 성균관대학교 화학공학부의 에너지 기술에 대한 연구는 탄화수소 및 태양광을 활용한 수소제조, 태양광 에너지로부터 전기를 생산하는 태양전지, 수소 또는 알코올로부터 전기를 생산하는 연료전지, 전기에너지를 효율적으로 저장할 수 있는 리튬이차전지 및 커패시티 등 다양한 연구분야에서 세계 탑 수준의 연구성과를 도출하고 있으며 최근 국제적으로 에너지의 무기화가 진행됨에 따라 화학공학은 국가 안보와 직결되는 매우 중요한 역할을 하고 있다.
 
촉매공학
에너지공학
고분자물리 및 응용
다상유동 및 분체 공학
에너지촉매
미세유체 및 코팅공정
에너지 저장 및 환경 소재
미세유체 및 코팅공정
주요연구분야
성균관대학교 화학공학부 미세유체 및 코팅공정 연구실은 미세유체의 기/액 경계면 혹은 액/액 경계면의 제어의 근본 원리 규명하여, 이를 각종 미래 고부가 가치제품 특히 플렉서블 일렉트로닉스, 저전력 조명, 태양열전지, 광학 필름 등의 생산에 적용하는 기술에 적용하는 연구를 수행하고 있다.
이중층 슬롯 코팅 (Two-layer slot coating or dual slot coater)
분석 기술 개발 및 디자인 개선
고기능성 박막을 위해서는 다층 코팅법(multi-layer coating)이 필수이므로, 고품질 복층 박막을 초고속으로 생산할 수 있는 이중층 슬롯 코팅법에 대한 연구를 수행하고자함.
이중층 슬롯 코팅의 경우 기/액 계면 그리고 액/액 계면의 모양 조절이 고품질, 고기능성 박막 제조의 핵심이므로, 계면의 조절을 관찰하기 위한 흐름 시각화 실험(flow visualization), 계면의 모양과 액체 흐름 형태를 예측하기 위한 이론 개발(flow theory) 그리고, 유한요소법에 기반을 둔 코팅 흐름 전산 예측(finiteElement computation)을 통하여 다각적으로 분석함.



슬롯 코팅 공정에 대한 다각도의 분석을 통하여, 최적 공정 조업조건을 찾고, 가장 우수한 코터의 디자인을 찾는 것이 본 연구의 목표임. 또한 개발된, 실험, 이론 그리고 계산을 통한 분석 방법론은 슬롯 코팅뿐만 아니라 계면의 조절 핵심역할을 하는 다른 유사 공정들 (프린팅, 파이버, 스피닝, 저점도 물질 사출 등)에다양하게 적용될 수 있는 파급력을 지닐 것임.

박막의 미세 구조 조정을 위한 코팅/건조 공정 연구
최근 기능성 코팅에 입자를 가진 용액들이 많이 사용되고 있다. 특히 광학필름중 반굴절층이나 배터리 전극용 슬러리의 경우 코팅 된 이후의 입자들의 움직임 및 미세구조등의 형성이 제품의 품질 및 성능에 매우 지대한 영향을 미침. 최근 많은 입자가 있는 용액의 건조에 대한 실험이 이루어짐. 본 연구는 건조시 입자의 움직임을 모사하는 전산 모사법의 개발과 이를 검증할 실험의 병행을 통하여 코팅막의 건조시 입자들의 구성하는 미세구조의 생성 원인을 규명하고, 이를 이용하여 효율적인 코팅/건조 공정 구성을 목표로함.



현재의 목표는 플렉서블 일렉트로닉스에 사용되는 기능성 박막제조를 위하여, 각종 나노 물질들을 퀀텀닷, 그래핀, 나노튜브와 같은 첨단 기능성 물질을 함유한 코팅액을 딥코팅(dip coating)과 같은 간단한 코팅법 및 방울건조 (Drop drying technique)등을 이용하여, 실험을 수행 할 예정임. 형성된 박막의 미세구조를 광학현미경이나 전자현미경등으로 관찰하고, 전산 모사된 입자들 움직임 및 분포와 비교 분석함으로써, 미세구조 형성에 미치는 중요 실험인자 및 공정 인자들을 탐색을 수행할 예정임.
 
 
 
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