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The Augmented Materials Design Laboratory develops advanced materials for sustainable energy and environmental technologies by leveraging atomistic simulations to uncover fundamental mechanisms and transform them into experimentally viable design strategies. We employ density functional theory (DFT), molecular dynamics (MD), and multiscale simulation approaches to rigorously elucidate reaction mechanisms and the origins of material properties at the atomic level. Based on these insights, our research focuses on the design of high-performance electrochemical catalyst materials for energy and environmental applications, including green hydrogen production, hydrogen storage, carbon dioxide reduction, and wastewater treatment. By bridging multiple spatial and temporal scales, we seek to achieve a deep understanding of atomic and molecular interactions under realistic reaction environments and to establish practical, reality-oriented materials design strategies that can be directly implemented in experiments. Such computation-driven design serves as a key tool for reducing trial-and-error processes and significantly accelerating the discovery and optimization of novel materials.

증강형 재료 설계 연구실은 원자단위 시뮬레이션을 통해 재료의 본질을 이해하고, 그 지식을 실험적으로 구현 가능한 설계 원리로 확장함으로써 지속가능 에너지 및 환경 기술을 선도하는 신소재를 개발합니다. 본 연구실은 범밀도 밀도범함수이론(DFT), 분자동역학(MD), 다중 스케일 시뮬레이션 기법을 활용하여 원자 수준에서의 반응 메커니즘과 물성의 기원을 정밀하게 규명하고, 이를 바탕으로 그린 수소 생산, 수소 저장, 이산화탄소 환원, 폐수 처리 등 에너지·환경 분야에 요구되는 고성능 전기화학 촉매 소재를 설계·제안합니다. 특히 서로 다른 공간 및 시간 스케일을 아우르는 시뮬레이션 접근을 통해, 실제 반응 환경에서 원자와 분자가 어떻게 상호작용하는지를 깊이 있게 이해하고, 실험적으로 구현 가능한 현실 지향적 소재 디자인 전략을 구축하는 데 주력합니다. 이러한 계산 기반 설계는 시행착오를 줄이고, 신소재 개발의 속도와 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있습니다.