김 태 희 (Tae-Hee Kim)
원광대학교 화학융합공학과 조교수
전라북도 익산시 익산대로 460, 프라임관 5층 화학융합공학과 063-850-7264
taehee928@wku.ac.kr
[약력]
2010. 2 인하대학교 화학공학과 학사
2012. 2 인하대학교 화학공학과 석사
2016. 2 인하대학교 화학⋅화학공학융합학과 박사
2016. 4~2018. 1 교토대학교 이학부(지구혹성과학과) 박사후연구원 2018. 2~2019. 8 제주대학교 원자력과학기술연구소 학술연구교수
2019. 9~2020. 8 제주대학교 BK21+ 청정에너지인력양성사업단 학술연구교수 2020. 9~현재 원광대학교 화학융합공학과 조교수
[연구분야]
• 플라즈마 화학
• 플라즈마 공정 설계 및 최적화
• 플라즈마를 이용한 기능성 나노분말 합성 • 플라즈마-입자간 열전달 해석
[연구분야 소개]
플라즈마는 전자, 이온, 중성자 이온화된 가스로서 물질의 ‘제4의 상태’라고 한다. 음전하와 양전하의 수 가 거의 같아 전기적으로 중성이나 자유전자를 포함하고 있어 전기 전도체이다. 열플라즈마는 일반적으로 만 도씨가 넘는 고온의 제트를 발생하며 급격히 냉각되는 특징을 가지고 냉각속도가 104~106 K/s에 이른 다. 따라서 고융점⋅고비점 물질의 기화나 분해를 가능하게 한다. 또한 반응성이 높은 전자, 라디칼, 이온 의 밀도가 높아 화학반응속도를 가속시킬 수 있다. 플라즈마 반응은 기상반응으로 분류될 수 있는데, 물질 상에 제한이 없어 모재의 선택범위가 넓고, 용매가 필요하지 않아, 후처리의 번거로움이 없다.
지구온난화 가스 분해를 위한 열플라즈마 스크러버 공정을 전산모사하여, 공정효율을 최적화하는 연구 를 수행하였다. 열플라즈마를 이용하여 질화물, 붕화물, 복합체 등의 기능성 나노분말을 합성하는 연구를 수행하였다. 최근에는 초미세 자성 금속 나노입자들이 내장된 고에너지효율 자성나노복합체를 합성하는 열플라즈마 공정개발 연구를 진행하고 있다.
젊은과학자 소개
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공업화학 전망, 제24권 제2호, 2021
[참고문헌]
1. J.-H. Oh, M. Kim, Y. H. Lee, S.-H. Hong, S. S. Park, T.-H. Kim, and S. Choi, Synthesis of cobalt boride nanoparticles and h-BN nanocage encapsulation by thermal plasma, Ceramics International, 46(18), 28792-28799 (2020).
2. T.-H. Kim, J.-H. Oh, M. Kim, S.-H. Hong, and S. Choi, Thermal plasma synthesis of ceramic nanomaterials, Applied Science and Convergence Technology, 29(5), 117-123 (2020).
3. M. Kim, Y. H. Lee, J.-H. Oh, S.-H. Hong, T.-H. Kim, and S. Choi, Synthesis of boron nitride nanotubes using triple DC thermal plasma reactor with hydrogen injection, Chemical Engineering Journal, 395, 125148 (2020).
4. Y. H. Lee, C. W. Song, T.-H. Kim, K. H. Kim, and S. Choi, Numerical simulation of 3-dimen- sional temperature distribution in a HFCVD chamber, Science of Advanced Materials, 11(11), 1587-1593 (2019).
5. J.-H. Oh, M. Kim, Y. H. Lee, S.-H. Hong, T.-H. Kim, and S. Choi, Synthesis of Tungsten Carbide Nanoparticles in Triple DC Thermal Plasma Jet System, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 19(10), 6277-6284 (2019).
6. M. Kim, J.-H. Oh, T.-H. Kim, Y. H. Lee, S.-H. Hong, and S. Choi, Synthesis of Metal Boride Nanoparticles using Triple Thermal Plasma Jet System, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 19(10), 6264-6270 (2019).
7. S.-H. Hong, T.-H. Kim, and S. Choi, Hydrophilic surface modification of polytetrafluoroethylene film with gliding arc plasma, Applied Science and Convergence Technology, 28(4), 101-106 (2019).
8. J. Ko, T.-H. Kim, and S. Choi, Numerical simulation of cement kiln combined with thermal plasma for SF6 pyrolysis, Applied Science and Convergence Technology, 28(4), 94-100 (2019).
9. B.-K. Son, K.-H. Lee, T.-H. Kim, M.-S. Shin, S.-Y. Choi, and G. Cho, Purification and nitrogen doping of nanothin exfoliated graphite through RF thermal plasma treatment, Nanomaterials, 9(7), 995 (2019).
10. T.-H. Kim, Y. H. Lee, M. Kim, J.-H. Oh, and S. Choi, Thermal Flow Characteristics of the Triple Plasma Torch System for Nanoparticle Synthesis, IEEE Transactions on Plasma Science, 47(7), 3366-3373 (2019).
11. A. Takigawa, T.-H. Kim, Y. Igami, T. Umemoto, A. Tsuchiyama, C. Koike, J. Matsuno, and T.
Watanabe, Formation of transition alumina dust around AGB stars: Condensation experiments using induction thermal plasma systems, The Astrophysical Journal, 878(1), L7 (2019).
12. B.-I. Min, T.-H. Kim, and S. Choi, Estimation of Cathodic Arc Spot Size in a Non-transferred Arc Plasma Torch by Comparing Numerical Analysis and Experimental Result, Journal of the Korean Physical Society, 74(8), 785-790 (2019).
13. B.-I. Min, D. K. Dinh, D. H. Lee, T.-H. Kim, and S. Choi, Numerical modelling of a low power non-transferred arc plasma reactor for methane conversion, Plasma Science and Technology, 21(6), 065005 (2019).
14. J. Ko, T.-H. Kim, and S. Choi, Numerical analysis of thermal plasma scrubber for CF4 decomposition, Plasma Science and Technology, 21(6), 1-6 (2019).
15. K. S. Kim and T.-H. Kim, Nanofabrication by thermal plasma jets: From nanoparticles to low-di- mensional nanomaterials, Journal of Applied Physics, 125(7), 070901 (2019).
16. D.-W. Kim, T.-H. Kim, and D.-W. Park, Preparation of silver coated nickel particles by thermal plasma with pre-treatment using ball milling, Advanced Powder Technology, 29(11), 2686-2692 (2018).
17. B.-I. Min, J. Ko, T.-H. Kim, and S. Choi, Effects of operating condition on the 2-dimensional temperature and velocity distributions of a thermal plasma jet in a segmented arc heater, Journal of the Korean Physical Society, 73(5), 592-598 (2018).
18. T.-H. Kim, E. H. Ko, J. Nam, S. E. Shim, and D.-W. Park, Preparation of hexagonal boron nitride nanoparticles by non-transferred arc plasma, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 17(12), 9217-9223 (2017).
19. T.-H. Kim, H. G. Jung, and D.-W. Park, Crystal phase control process of anatase and rutile TiO2 nanopowder by thermal plasma, Science of Advanced Materials, 9(9), 1637-1643 (2017).
20. S. Lee, T.-H. Kim, D.-W. Kim, and D.-W. Park, Preparation of silicon nanopowder by recycling silicon wafer waste in radio-frequency thermal plasma process, Plasma Chemistry and Plasma Processing, 37(4), 967-978 (2017).
21. T.-H. Kim, H. Seon, and D.-W. Park, Synthesis of CeO2 nanocrystalline powders using DC non-transferred thermal plasma at atmospheric pressure, Advanced Powder Technology, 27(5), 2012-2018 (2016).
22. S. T. Park, T.-H. Kim, and D.-W. Park, Influence of injected silver content on synthesis of silver coated nickel particles by DC thermal plasma, Applied Surface Science, 374(30), 257-264 (2016).
23. T.-H. Kim, S. Choi, and D.-W. Park, Thermal plasma synthesis of crystalline gallium nitride nanopowder from gallium nitrate hydrate and melamine, Nanomaterials, 6(38), 1-15 (2016).
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공업화학 전망, 제24권 제2호, 2021
김효원 (Hyo Won Kim) 강원대학교 신소재공학과 조교수
강원도 삼척시 중앙로 346, 4공학관 213호 khw0605@kangwon.ac.kr
[약력]
2009. 2 한양대학교 화학공학과, 공학사
2011. 2 한양대학교 화학공학과, 공학석사
2014. 8 한양대학교 에너지공학과, 공학박사
2014. 9~2015. 2 한양대학교 에너지공학과, 박사후 연구원
2015. 3~2018. 6 University of California, Berkeley, 박사후 연구원 2018. 7~2019. 8 LG화학 기술연구원, 책임
2019. 9~현재 강원대학교 신소재공학과 조교수
[연구분야]
• 2차원 나노탄소기반 소재 구조 및 물성 제어 • 기체투과 및 이온전달 메커니즘 연구
• 에너지 및 환경분야 적용을 위한 전기화학촉매 개발 • 고분자기반 분리막 소재 개발
[연구분야 소개]
김효원 교수 연구실에서는 물질이 가지는 고유의 물리화학적 성질의 이해를 바탕으로 관련 응용 분야(분 리막 및 전기화학촉매[1,2])에 적용하기 위한 관련 성능 향상을 목표로 소재의 물리적 구조 및 화학적 기 능기를 제어하는 연구를 수행하고 있다. 대표적인 연구성과로는 기체 차단막으로 알려져 있던 2차원 나노 탄소인 산화그래핀의 적층구조 제어를 통하여, 기체투과 특성확인 및 투과 메커니즘 연구를 진행하였고 [1,3-5], 추가적인 개질을 통해 산화그래핀을 기체 분리막으로의 확대 적용하기 위해 심도깊은 연구를 수 행 중에 있다. 또한, 산화그래핀의 환원된 형태인 환원된 산화그래핀의 고유한 전기화학촉매 특성을 이해 하기 위해 친수성-소수성 표면 모폴로지 제어를 통해 단층구조의 환원된 산화그래핀의 산소환원반응의 촉 매활성사이트 및 반능메커니즘을 규명한 연구를 수행하였다[2,6-8]. 이러한 연구를 기반으로 환경 분야에 필요한 신규 기체분리막 소재개발 및 투과메커니즘 이해와 더불어 에너지 분야에 적용 가능한 고효율의 차 세대 전기화학촉매소재 설계 및 구조제어를 통한 반응메커니즘을 이해를 목표로 폭넓은 연구를 수행하고 있다.
[참고문헌]
1. H. W. Kim, H. W. Yoon, S.-M. Yoon, B. M. Yoo, B. K. Ahn, Y. H. Cho, H. J. Shin, H. Yang, U.
Paik, S. Kwon, J.-Y. Choi, and H. B. Park, Selective gas transport through few-layered graphene and graphene oxide membranes, Science, 342, 91 (2013).
2. H. W. Kim, M. B. Ross, N. Kornienko, L. Zhang, J. Guo, P. Yang, and B. D. McCloskey, Efficient hydrogen peroxide generation using reduced graphene oxide-based oxygen reduction electroca- talysts, Nat. Catal., 1(4), 282 (2018).
3. H. W. Kim, H. W. Yoon, B. M. Yoo, J. S. Park, K. L. Gleason, B. D. Freeman, and H. B. Park, High-performance CO2-philic graphene oxide membranes under wet-conditions, Chem. Common., 25(88) 13563 (2014).
4. J. S. Roh, T. H. Choi, T. H. Lee, H. W. Yoon, J. Kim, H. W. Kim, and H. B. Park, Understanding gas transport behavior through few-layer graphene oxide membranes controlled by tortuosity and interlayer spacing, J. Phy. Chem. Letts., 10(24), 7725 (2019).
5. H. W. Yoon, T. H. Lee, C. M. Doherty, T. H. Choi, J. S. Roh, H. W. Kim, Y. H. Cho, S.-H. Do, B. D. Freeman, and H. B. Park, Origin of CO2-philic sorption by graphene oxide layered nanosheets and their derivatives, J. Phy. CHem. Letts., 11(6), 2356 (2020).
6. T. H. Lee, S. Park, T. H. Choi, L. Zhang, J. Kim, J. Guo, H. B. Park, W. Kim, and H. W. Kim, Detailed characterization of an annealed reduced graphene oxide catalyst for selective peroxide formation activity. ACS Appl. Mater. Inter., 12(41), 46439 (2020).
7. H. W. Kim, V. J. Bukas, H. Park, S. Park, K. M. Diederichsen, J. Lim, Y. H. Cho, J. Kim, W. Kim, T. H. Han, J. Voss, A. C. Luntz, and B. D. McCloskey, Mechanisms of two-electron and four-electron electrochemical oxygen reduction reactions at nitrogen-doped reduced graphene oxide, ACS Catal., 10(1), (2019).
8. H. W. Kim, H. Park, J. S. Roh, J. E. Shin, T. H. Lee, L. Zhang, Y. H. Cho, H. W. Yoon, V. J.
Bukas, J. Guo, H. B. Park, T. H. Han, and B. D. McCloskey, Carbon defect characterization of nitrogen-doped reduced graphene oxide electrocatalysts for the two-electron oxygen reduction reaction, Chem. Mater., 31(11), 3967 (2019).
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공업화학 전망, 제24권 제2호, 2021
조 충 연 (Chungyeon Cho) 원광대학교 탄소융합공학과 조교수
전북 익산시 익산대로 460 원광대학교 프라임관 4층 탄소융합공학과 063-850-7274
cncho37@wku.ac.kr
[약력]
2006. 2 건국대학교 신소재공학과, 학사
2008. 2 서울대학교 재료공학과, 석사
2013. 8 Texas A&M 재료공학과, 박사
2013. 9~2017. 11 Texas A&M 기계공학과, 박사후연구원 2018. 3~현재 원광대학교 탄소융합공학과 조교수
[연구분야]
• 유기열전소재 제조 및 슈퍼커패시터 응용 • 난연성 고분자복합소재 연구개발
• 유연한 투명 전도성 전극소재 개발 • 기체/수분베리어성 박막필름 개발
[연구분야 소개]
기능성 고분자/탄소복합소재 연구실에서는 다층박막적층 방식을 통해 고분자 전해질, 무기나노입자 및 탄소나노소재를 기반으로 한 고분자복합소재를 제조하여 i) 유ㆍ무기열전복합소재 개발과 슈퍼커패시터 응 용, ii) 난연성 섬유, 플라스틱, 목재를 위한 복합소재 제조 방식, iii) 투명하며 스트레처블이 가능한 전도성 전극소재 개발, iv) 기체와 수분 침투를 제어할 수 있는 포장재용 초박막 필름 개발 등 다양한 기능성 복합 소재를 연구개발하고 있다. 나노복합소재를 구성하는 고분자 전해질의 외부자극(pH, 온도, 전기장, 이온화 강도 등)에 따른 몰폴로지 전이 메이커니즘을 분석하고 박막필름의 구조변화와 물리적ㆍ기계적 특성 간 상 관관계를 이해하고자 한다. 이를 통해 높은 효율의 열적ㆍ전기적ㆍ기계적 성질을 갖는 복합소재 개발을 목 표로 하고 있다. 고분자 기지 내 나노카본과 나노클레이의 물리ㆍ화학적 적합성을 위해 나노입자의 표면 개질 및 mixing, blending, polymerization 방식을 통해 고분자와 나노입자 간 시너지를 극대화한 복합재 료 제조 공정과 재료특성 연구를 진행하고 있다.
[참고문헌]
1. C. Cho, N. Bittner, W. Choi, J.-H. Hsu, C. Yu, and J. C. Grunlan, Thermally-enhanced n-type thermoelectric behavior in completely organic graphene oxide-based thin films, Advanced Electronic Materials, 5, 1800465 (2018).
2. C. Cho, M. Culebras, K. Wallace, Y. Song, K. Holder, and J. C. Grunlan, Stable N-type ther- moelectric multilayer thin films with high power factor from carbonaceous nanofillers, Nano Energy, 28, 426 (2016).
3. C. Cho, K. Wallace, J.-H. Jsu, C. Yu, and J. C. Grunlan, Outstanding low temperature ther- moelectric power factor from completely organic thin films enabled by multi-dimensional conjugated nanomaterials, Advanced Energy Materials, 6, 1502168 (2016).
4. C. Cho, F. Xiang, K. Wallace, and J. C. Grunlan, Combined ionic and hydrogen bonding in polymer multilayer thin film for high gas barrier and stretchiness, Macromolecules, 16, 5723 (2015).
5. C. Cho, B. Stevens, J.-H. Jsu, R. Bureau, O. Regev, C. Yu, and J. C. Grunlan, Completely organic thermoelectric multilayer thin film with power factor rivaling bulk inorganic tellurides, Advanced Materials, 27, 2996 (2015).
6. C. Cho, Y. Song, R. Allen, K. Wallace, and J. C. Grunlan, Stretchable electrically conductive and high gas barrier nanocomposites, Journal of Materials Chemistry C, 6, 2095 (2018).
7. J. L. Blackburn, A. J. Ferguson, C. Cho, and J. C. Grunlan, Carbon‐nanotube‐based thermoelectric materials and devices, Advanced Materials, 30, 1704386 (2018).
8. C. Cho, S. Qin, K. Choi, and J. Grunlan, Improved thermoelectric power factor in completely organic nanocomposite enabled by L‑ascorbic acid, ACS Applied Polymer Materials, 1, 1942 (2019).
9. C. Cho and J. Son, Organic thermoelectric multilayers with high stretchiness, Nanomaterials, 10, 41 (2019).
10. K. Choi, J. Son, Y. T. Park, J. S. Cho, and C. Cho, Effect of the conformation changes of poly- electrolytes on organic thermoelectric performances, Macromolecular Research, 28, 997 (2020).
11. C. Cho, Y. Song, J. H. Hsu, C. Yu, D. L. Stevens, and J. C Grunlan, Organic thermoelectric thin films with large p-type and n-type power factor, Journal of Materials Science, 6, 4291 (2020).
12. K. Choi, T. S. Kwon, J. Kim, S. Yun, J. S. Cho, Y. T. Park, J. Ryu, and C. Cho, Enhanced flame retardancy of polymer-carbon nanotube multi-layer coatings, Polymer Korea, 45, 150 (2021).
13. M. Culebras, K. Choi, and C. Cho, Recent progress in flexible organic thermoelectrics, Micro- machines, 9, 638 (2018).
