열공학
연구분야
열공학 (Thermal Engineering)
열공학 그룹에서는 차세대 에너지 변환 및 활용 기술을 폭넓게 연구합니다. 주요 연구 분야로는 ① 고효율·저공해 내연기관, 가스터빈 및 하이브리드 시스템 개발, ② 연소 및 대체연료에 대한 실험 및 시뮬레이션 연구, ③ 천연냉매를 활용한 친환경 냉난방 열펌프 시스템 개발, ④ 에너지 사용과 온실가스 배출의 생애주기 분석 등이 있습니다.
최근에는 마이크로·나노기술과 에너지 기술을 융합하여 그래핀과 나노유체 등의 신소재를 활용한 광에너지 및 분자에너지 원천기술을 개발하고 있으며, 동시에 기존 화석연료 기반 에너지 시스템과 경쟁할 수 있는 미래형 태양전지 및 연료전지 기술개발과 연구도 진행합니다.
전산열설계 연구실
김찬중 교수
전산열설계 연구실(Computer-Aided Thermal Design Lab)은 다중 스케일·다중 차원(Multi-Scale Multi-Dimensional, MSMD) 모델링 기법을 활용하여,
리튬이온전지(LIB)의 성능 및 수명 예측, 고체 산화물 연료전지(SOFC)의 효율적 계산을 위한 마이크로/CFD 해석 모델 등을 연구합니다.
연료전지와 배터리를 포함한 다양한 에너지 시스템의 열·유동 거동을 정밀하게 해석하고, 성능 향상을 위한 설계 및 최적화 기술 개발을 목표로 합니다.
냉동시스템 및 컨트롤 연구실 / 연료전지시스템 연구실
김민수 교수
냉동시스템 및 컨트롤 연구실(Refrigeration System & Control Lab) / 연료전지 시스템 연구실(Fuel Cell System Lab)은 에너지의 효율적 활용과 탄소중립 실현을 목표로 냉동 및 히트펌프 시스템의 성능 향상과 에너지 최적화 기술을 연구합니다.
또한 수소 에너지를 활용한 연료전지 시스템의 설계, 제어, 고장 진단 기술을 개발하여 차세대 친환경 에너지 시스템의 안정적 운용을 위한 기반을 마련하고 있습니다. 더불어 전기차의 열관리 기술을 통해 차량 내 에너지 흐름을 정량화하고, 주변 장치의 전력 소비 저감을 통해 주행 가능 거리 향상을 위한 기술을 개발하고 있습니다.
동력공학 연구실
민경덕 교수
동력공학 연구실(SNU Automotive Laboratory)은 차세대 자동차 동력원인 배터리, 수소엔진, 연료전지를 중심으로 성능 및 효율 향상, 내구성 확보를 위한 실험 및 해석 기반 연구를 수행하고 있습니다.
배터리 분야에서는 냉각 방식에 따른 파우치 셀의 성능 변화를 분석하고 내구 실험을 진행하며, 열폭주 메커니즘에 대한 모델링 및 해석을 통해 안전성 확보를 위한 기반 기술을 개발하고 있습니다.
수소엔진 분야에서는 단기통 엔진 기반의 수소 연소 최적화와 NOx 저감을 위한 수분 분사 기술을 연구하고 있으며, 연료전지 분야에서는 수소전기차(FCEV) 시스템의 동적 모델링을 통해 연료전지 수명을 예측하고, 최적 운전 전략을 수립하는 데 주력하고 있습니다.
웨어러블 소프트 전자소자 연구실
고승환 교수
웨어러블 소프트 전자소자 연구실(Wearable Soft Electronics Lab)은 유연하고 신축성 있는 전자소자 및 소프트 로보틱스를 기반으로 피부부착형(e-skin), 인체삽입형 전자소자, 소프트 로봇 등의 차세대 웨어러블 시스템을 개발합니다.
뇌-기계 인터페이스(HCI/HMI), 바이오 인터페이스, 에너지 소자, 환경 센서 등 다양한 분야를 주요 연구 대상으로 삼고 있으며, 이를 위해 나노소재, 액체금속, 투명 전극과 같은 기능성 소재 및 나노 공정을 활용합니다. 나아가, AI 기반 신호처리 및 자동화 기술을 융합하여 생체 모니터링, 헬스케어, 환경 감지 등 실생활에 적용 가능한 지능형 웨어러블 플랫폼 개발에 주력하고 있습니다.
어드밴스드 에너지 시스템 연구실
송한호 교수
어드밴스드 에너지 시스템 연구실(Advanced Energy System Laboratory)에서는 연료전지, 하이브리드 시스템, 전기차 에너지 관리 등 차세대 친환경 차량을 위한 에너지 시스템을 연구합니다.
수소 연료전지 기반 파워트레인 설계, Lean-burn 하이브리드 최적화, 강화학습 기반 에너지 관리 전략을 통해 고효율 저탄소 운행을 구현하고자 하며, 전기차와 수소차의 통합 에너지 흐름을 정밀하게 제어하는 기술을 개발합니다.
또한, 수소 생산 공정과 연료 특성 분석, 전과정 평가(LCA)를 통해 지속 가능한 에너지 시스템의 설계와 환경적 타당성 확보에 주력하고 있습니다.
반응성 유동 실험실
도형록 교수
반응성 유동 실험실(Reacting Flow Lab)은 레이저 진단 기술을 활용해 고온·고압 환경에서의 연소 및 유동 현상을 정량적으로 분석하고, 극한 조건에서도 신뢰성 있는 측정 기술을 개발합니다.
초음속 연소기와 고압 화염을 대상으로, 다이오드 레이저 흡수 분광(TDLAS), 레이저 유도 붕괴 분광(LIBS), 레이저 유도 플라즈마(LIP) 등 다양한 광학 진단 기법을 적용하여 온도, 압력, 조성 정보를 비침습적으로 계측합니다.
이러한 진단 기술을 바탕으로 연소 불안정성 해석 및 고속 유동 제어에 기여하며, 차세대 추진 시스템과 고효율 에너지 장치 개발을 위한 핵심 계측 기술을 연구합니다.
친환경 에너지 및 나노열 연구실
박상욱 교수
친환경 에너지 및 나노열 연구실(Clean Energy & Nanoheat Lab)은 열 및 에너지 공학과 나노기술을 융합하여 인류가 직면한 에너지 및 환경 문제를 해결하고, 탄소중립을 달성하기 위한 미래 기술을 개발합니다.
주요 연구 분야는 1) 친환경 수소 생산 및 저장, 2) 온실기체 및 폐기물 자원화, 3) 인공지능 및 컴퓨팅 기반의 미래 기술 예측이며, 이를 통해 미래 친환경 에너지 기계 시스템 개발에 기여하고자 합니다.
2050년 탄소중립 실현을 목표로, 단기부터 장기까지의 기술 개발 계획을 수립하고, 기초 연구와 상용화를 연결하는 역할을 수행하며, 인류가 필요로 할 때 제공할 수 있는 미래 기술을 개발하는 것을 미션으로 삼고 있습니다.
나노 에너지 전달 공학 연구실
김태용 교수
나노 에너지 전달 공학 연구실(Nano Energy Transfer and Engineering Lab)은 에너지 전달 현상의 근본적인 이해를 바탕으로 고효율 에너지 소재 및 소자를 개발합니다.
기존 에너지 시스템에서 발생하는 저온 폐열과 같은 비효율적 손실을 최소화하고,
전자·열 에너지 운반자(phonon, electron, exciton 등)의 미시적 전달 거동을 정밀 분석함으로써 차세대 에너지 활용 기술을 탐구합니다. 광분광법 및 초고속 전자현미경을 활용해 무기/유기 소재 내 열 및 전자의 이동 현상을 정량적으로 규명하고, 복사 냉각, 열전 전도, 광캐리어 영상화 등 다양한 나노스케일 에너지 제어 기술을 연구합니다.
난류, 유동제어 및 CFD/생체모방공학 실험실
최해천 교수
난류, 유동제어 및 CFD/생체모방공학 연구실(Turbulence, Flow Control and CFD / Bio-Mimetic Engineering Lab)은 고 정확도 컴퓨터 시뮬레이션(DNS, LES)을 통하여 난류유동을 정밀 예측하는 동시에 물리 현상을 이해하고, 이를 바탕으로 효과적인 유동 제어 기법을 개발합니다. 최근 기계학습 기반의 난류유동 정밀예측 가능성에 대해 깊이 연구하고 있습니다.
또한, 생명체 형상과 기능에 기반한 생체모방기술을 활용하여, 저 소음 팬 형상, 저 마찰 굴착기 형상, 낮은 공기저항 자동차 형상 등 다양한 분야에 연구를 수행하고 있습니다.
재생 에너지 변환 실험실
차석원 교수
재생에너지변환연구실(Renewable Energy Conversion Lab)은 나노박막 공정을 활용한 전기화학소재 및 촉매 공학, 에너지 시스템 설계, 데이터 중심의 예측 모델링 등 다양한 학문을 유기적으로 통합하여, 수소경제를 중심으로 한 지속가능한 에너지 전환 연구를 수행하고 있습니다.
구체적으로는, 전기화학적 수소생산과 수소발전 시스템에 필요한 나노박막소재의 전기화학적 특성 분석과 함께, 수소셀의 성능과 내구성을 극대화할 수 있는 시스템 설계 및 통합 연구도 병행하고 있습니다. 이와 더불어, 물리 기반 모델링과 데이터 기반 분석 기법을 결합하여, 실제 운전 조건을 반영한 친환경 모빌리티의 시뮬레이션과 에너지 최적화 전략 연구를 통해, 궁극적으로 친환경/수소 에너지 시스템의 효율을 증대하고자 합니다.
다상유동 및 유동가시화 실험실
박형민 교수
다상유동 및 유동가시화 연구실은 에너지, 환경, 생명체 현상 등 광범위한 영역에서 매우 중요한 다상유동을 실험적으로 측정하고 이론적 모델을 개발하여 기초적인 메커니즘에 대한 이해도를 높임과 동시에 다앙햔 응용분야로 확장하는데 초첨을 두고 있다. 주로 기체-액체, 고체-기체, 기름-물 2상유동에 관심을 가지고 있으며, 에너지, 원자력, 반도체공정, 메디컬, 해양방제, 미세먼지 등과 관련한 연구과제를 수행하고 있다.
에너지 및 환경유동 연구실
황원태 교수
에너지 및 환경유동 연구실(Energy & Environmental Flow Lab)은 혁신적인 유동 진단 기법을 활용하여 난류 유동의 근본적인 메커니즘을 정량적으로 이해하고, 이를 기반으로 다양한 산업 및 환경 응용 분야에 적용 가능한 해석 및 제어 기술을 개발합니다.
자기공명 유속계(MRV), 입자 영상 유속계(PIV), 적외선 열화상 등 첨단 계측 기법을 활용하여 가스터빈 블레이드 냉각, 항공기 및 자동차 엔진 유동, 대기 중 미세입자 확산 등 복잡한 유동 현상을 시각화하고 정량화합니다.
또한, 생체 호흡기 내 유동 구조 분석, 반도체 장비 내 유동 제어, 드론 블레이드의 공력 및 소음 특성 등 다양한 응용 분야에 대한 실험적·이론적 연구를 통해 차세대 유체 시스템 설계와 제어 기술 개발에 기여하고 있습니다.
