KIC News, Volume 22, No. 3, 2019 45 김 기 현(Kihyun Kim)
경상대학교 나노〮신소재공학부 고분자공학전공 조교수 경상남도 진주시 진주대로 501 경상대학교 404동 421호 055-772-1655
[약력]
2011 단국대학교 화학공학과 학사
2013 서울대학교 화학생물공학부 석사
2017 서울대학교 화학생물공학부 박사
2017 서울대학교 신기술공정연구소 선임연구원
2017~2018 Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) 박사후연구원
2018~현재 경상대학교 나노〮신소재공학부 고분자공학전공 조교수
[연구분야]
• Polymer Synthesis and Modification • Polymer Electrolytes
• Carbon and Silica based Composite Materials • Engineering Plastics
[연구분야 소개]
본 고분자재료화학 연구실에서는 다양한 구조의 고분자(random, comb-shaped and block copolymers)를 합성 및 개질한 후 이온교환 작용기를 도입하여 에너지 변환/저장 시스템의 전해질 소재로 활용하고자 하 는 연구를 진행하고 있다. 즉, 고분자 전해질 소재의 구조 및 이온교환 작용기의 양과 종류 변화에 따라 이 를 도입한 에너지 변환/저장장치의 성능 및 내구성 변화 규명에 초점을 맞춰 연구를 수행하고 있으며, 결과 피드백을 통해 고성능/장수명 고분자 전해질 소재를 개발하고자 노력하고 있다.
먼저 이온 전도성 고분자의 친수성/소수성 영역의 미세 상분리 구조가 뚜렷하게 나타날 수 있는 가지/블 록형 고분자를 개발하여 랜덤형 고분자에 비해 우수한 이온 전도성 및 물리화학적 안정성을 나타내는 고분 자 전해질 소재를 개발하고 있다[1].
또한 다량의 이온전달 작용기가 도입된 고분자를 활용하여 전해질막을 제조할 때 나타나는 내구성 문제 를 개선하고자 쉽고 빠른 화학반응을 통해 가교구조가 도입된 전해질 막을 개발하는 연구를 수행하고 있으 며[2-4], 산학협력 연구 등을 통해 해당 결과물의 응용 가능성 검증을 병행하고 있다. 추가적으로, 두께가 얇으면서도 내구성이 보장된 전해질 막을 제고하고자 다공성 지지체를 개발하고 이를 활용한 다공 충진 전 해질막을 개발하는 연구도 수행하고 있다[5].
KIC News, Volume 22, No. 3, 2019
젊은과학자 소개
http://www.ksiec.or.kr
46 공업화학 전망, 제22권 제3호, 2019
더 나아가, 합성된 고분자 소재의 이온 전도도 및 물리화학적 안정성의 추가적인 향상을 도모할 수 있는 개질된 그래핀 옥사이드를 기반으로 한 복합체를 개발하여 다양한 구동 조건에서도 우수한 이온 전도성 및 내구성이 보장된 복합 전해질 막을 개발하는 연구를 수행하고 있다[6-8].
이외에 본 연구실에서는 다양한 공중합체 구조의 엔지니어링 플라스틱 소재를 합성하여 에너지변환/저 장장치의 다공성 지지체/격리막 및 수처리 분야에서의 기능성 분리막으로 활용하고자 하는 연구 또한 꾸준 히 진행하고 있다[9-10].
[참고문헌]
1. K. Kim, B.-k. Jung, T. Ko, T.-H. Kim, and J.-C. Lee, Comb-shaped polysulfones containing sulfonated polytriazoles on side chains for proton exchange membranes, J. Memb. Sci., 554, 232 (2018).
2. K. Kim, P. Heo, J. Han, J. Kim, and J.-C. Lee, End-group cross-linked sulfonated poly(arylene ether sulfone) via thiol-ene click reaction for high-performance proton exchange membrane, J.
Power Sources, 401, 20 (2018).
3. J. Han, K. Kim, J. Kim, S. Kim, S.-W. Choi, H. Lee, J.-j. Kim, T.-H. Kim, Y.-E. Sung, and J.-C. Lee, Cross-linked highly sulfonated poly(arylene ether sulfone) membranes prepared by in-situ casting and thiol-ene click reaction for fuel cell application, J. Memb. Sci., 579, 70 (2019).
4. K. Kim, P. H., W. Hwang, J.-H. Baik, Y.-E. Sung, and J.-C. Lee, Cross-linked sulfonated poly(arylene ether sulfone) containing a flexible and hydrophobic perfluoropolyether cross-linker for high-performance proton exchange membrane, ACS Appl. Mater. Interfaces, 10, 21788 (2018).
5. K. Kim, S.-K. Kim, J. O. Park, S.-W. Choi, K.-H. Kim, T. Ko, C. Pak, and J.-C. Lee, Highly reinforced pore-filling membranes based on sulfonated poly(arylene ether sulfone)s for high-tem- perature/low-humidity polymer electrolyte membrane fuel cells, J. Memb. Sci., 537, 11 (2017).
6. K. Kim, J. Bae, M.-Y. Lim, P. Heo, S.-W. Choi, H.-H. Kwon, and J.-C. Lee, Enhanced physical stability and chemical durability of sulfonated poly(arylene ether sulfone) composite membranes having antioxidant grafted graphene oxide for polymer electrolyte membrane fuel cell applications, J. Memb. Sci., 525, 125 (2017).
7. M.-Y. Lim and K. Kim, Sulfonated poly(arylene ether sulfone) and perfluorosulfonic acid composite membranes containing perfluoropolyether grafted graphene oxide for polymer electrolyte membrane fuel cell applications, Polymers, 10, 569 (2018).
8. H. Lee, J. Han, K. Kim, J. Kim, E. Kim, H. Shin, and J.-C. Lee, Highly sulfonated polymer-grafted graphene oxide composite membranes for proton exchange membrane fuel cells, J. Ind. Eng.
Chem., 74, 223 (2019).
9. K. Kim, S.-W. Choi, J. O. Park, S.-K. Kim, M.-Y. Lim, K.-H. Kim, T. Ko, and J.-C. Lee, Proton conductive cross-Linked benzoxazine-benzimidazole copolymers as novel porous substrates for reinforced pore-filling membranes in fuel cells operating at high temperatures, J. Memb. Sci., 536, 76 (2017).
10. J.-j Kim, K. Kim, Y.-S. Choi, H. Kang, D. M. Kim, and J.-C. Lee, Polysulfone based ultrafiltration membranes with dopamine and nisin moieties showing antifouling and antimicrobial properties, Sep. Purif. Tech., 202, 9 (2018).
