배도원 교수는 모스크바의 러시아 국립기술대학교에서 학사와 석사를 마치고, LG이노텍 연구소에서 4년간 근무하였습니다. 그 후 스탠포드 대학교 화학공학과 촉매연구소에서 덴마크 정부 지원으로 객원 학자로도 잠시 근무하였으며, 덴마크공대 물리학과에서 박사학위를 마치고 EU의 Marie-Currie Fellowship으로 네덜란드 델프트공대 화학공학과에서 박사 후 연구원으로 근무 하였습니다. 현재는 2020년 9월부터 Heriot-Watt University 에딘버러 캠퍼스에서 조교수로 근무 중입니다.
EECS Lab은 nESSI 그룹 연구 주제 중 개념 검증 및 타당성 실험 등 소규모 기초 연구 주제를 주로 진행하고 있습니다. 전기화학적 에너지 전환 및 저장 기술은 열, 전기 및 빛 등의 에너지를 화학적 에너지로의 변환 및 저장을 가능케하는 기술로, 탄소 중립으로 대표되는 에너지 및 환경 위기 대응을 위한 핵심 기술 중 하나입니다.
광충전 레독스 흐름전지(Solar-rechargeable RFB; SRFB)는 전극 쌍과 전해액 스택으로 이루어진 기존의 레독스 흐름전지(RFB)와 광충전을 가능케 하는 광전기화학 혹은 태양광 모듈이 결합 형태로(Fig. 3a), 태양에너지의 직접적인 변환 및 화학에너지로의 저장이 용이하며 열역학적 손실이 적다는 장점이 있습니다. 또한 기존 RFB의 특징인 대용량화 및 장주기 안정성 등 역시 리튬이온배터리 대비 장점으로 볼 수 있습니다. EECS Lab에서는 광전기화학 전극이 충전 모듈에 내장(Embedded)된 형태의 SRFB의 이론적 성능 평가 모델 개발 및 고효율 Flow-cell 반응기 설계를 중점적으로 연구하고 있습니다.
Fig. 1 Heriot-Watt University영국 에딘버러 캠퍼스(오른쪽) 및 두바이 캠퍼스(왼쪽)
출처: Heriot-Watt University 공식 사이트(www.hw.ac.uk)
Fig. 2 연구 규모 및 특성에 따른 nESSI 그룹 연구 주제분류와 연구 담당자
세계적으로 지열 및 다양한 산업 현장으로부터 나오는 많은 양의 저등급 폐열의 활용을 위한 연구가 많이 진행되고 있습니다. 영국의 경우 저등급 폐열 회수에 따른 에너지 절약 비용이 연간 4천억원 가량에 이를 것으로 추산하고 있습니다. 열회생 전기화학 사이클(Thermally-regenerative Electrochemical Cycle; TREC)은 서로 다른 온도를 갖는 용액을 활용한 열전기화학 에너지 변환/저장 기술로 서로 다른 온도 조건에서의 충전/방전 화학반응(Fig. 3b)을 기반으로 하며 기존 열전소자 대비 변환효율이 높다는 장점이 있습니다. EECS Lab에서는 열-전기 변환 효율 증가를 위한 전해질 설계를 중점으로 연구하고 있습니다.
2-3. 광전기화학적 에너지 변환 (Photoelectrochemical Energy Conversion)
기술적 성숙도 관점에서 볼 때 태양광 모듈과 연계한 전기화학적 수소 변환 기술 역시 각광받고 있습니다. 이와 더불어 광촉매 및 광전기화학적 물 분해 수소 변환을 기술 역시 꾸준히 연구되는 상황입니다. 인공광합성 기술 중 하나인 광전기화학적(Photoelectrochemical; PEC) 태양연료 기술은 일반적으로 광소자의 전기화학적 반응에 의한 고체/액체 계면에서의 촉매반응을 통한 광에너지의 화학적 변환을 의미하며, EECS Lab에서는 광전기화학 에너지 변환에 사용되는 반도체 소자 설계, 특히 고체/고체 및 고체/액체 계면의 물리적 특성 설계에 특화된 연구를 하고 있습니다(Fig. 3c).
Fig. 3 EECS Lab 주요 연구 주제 및 관련 대표 이미지
EECS Lab은 nESSI그룹 소속 연구팀 중 지도교수와 연구원의 대화와 미팅이 가장 많은 편에 속하며, 개개인의 연구 방향과 목표 설정에 중복이 없는 선에서 영향력 높은 연구 결과물이 나올 수 있도록 서로 협력하고 있습니다. 박사과정 연구원부터는 공용 사무실 내 개인 사무공간과 기본 IT장비들이 학교 규정에 따라 배정되며, 최근 COVID-19위험에 발맞추어 실험실 사용 시간 이외에는 재택 근무를 기본으로 운영되고 있습니다.
MSc & PhD
GREAT scholarship: https://study-uk.britishcouncil.org/scholarships/great-scholarships
Chevening scholarship: https://study-uk.britishcouncil.org/scholarships/chevening-scholarships
Postdoctoral Researcher & Fellowship
EPSRC Fellowships: https://epsrc.ukri.org/skills/fellows
Leverhulme Fellowships: https://www.leverhulme.ac.uk/schemes-at-a-glance
Marie-Curie Fellowship*: https://ec.europa.eu/research/mariecurieactions/funding
*EU 프로그램이나 현재 영국 소속 기관의 참여가 가능
Fig. 4 에딘버러 시 외곽에 위치한 Heriot-Watt University
EECS Lab은 Heriot-Watt University 에딘버러 캠퍼스의 이공대(School of Engineering and Physical Science) 산하 IMPEE (Institute of Mechanical, Process and Energy Engineering) 소속 연구팀으로, James Nasmyth building에 소재해 있습니다. 에딘버러 캠퍼스는 공항에서 차량으로 8분 정도의 거리이며, EECS Lab의 PI인 배도원 교수님의 사무실은 James Nasmyth 건물 3층(영국 기준 2층)에 위치해 있습니다. 저희 연구실에 관심이 있는 대학원생 및 박사후 연구원은 하단의 연락처를 참고해주시기 바랍니다.
■ EECS Lab : https://eecs.site.hw.ac.uk/■ nESSI Group : http://nessiresearch.com/
■ 이메일 : d.bae@hw.ac.uk
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