에너지변환

본 연구실은 환경공학과 에너지 및 소재 연구를 주로 하고 있다. 환경 분야로는 전기화학적 폐수처리, 응용슬래그로 제올라이트 제조 및 적조제거, CO2 자원화 및 TiO2 슬러리 광화학 반응 시스템을 연구하고, 에너지 및 소재분야로는 용융탄산염형 연료전지의 전극 및 전해질에 대한 연구와 의공학재료로 사용되는 소재를 연구하고 있다.

생산계획 및 물류최적화

일반적으로 이들 화학 산업들에서는 그 동안 공장전체의 총괄적 관리공학의 접근을 기존의 기계, 조립 공정에서부터 많은 성과를 거두고 있는 산업공학의 접근법에서 다루어 왔고, 화학공정의 특성을 고려한 경우의 생산관리의 특수성은 부각시키지 못하여왔다. 이것을 전제로 화학공정의 특수성을 감안한 생산관리의 차원에서의 과제는 무엇이며 또 무엇이 중요한 요소인가를 연구하고자 한다.

시스템 공학 연구

최근 정보 기술의 발달로 인해 제조 공정은 물론 그 주변의 인간, 사회 및 자연을 포함한 환경 및 생태시스템 전체에 대한 다양한 형태의 엄청난 양의 정보가 제공되고 있습니다. 이러한 정보로부터 다변량 통계를 포함한 데이터 마이닝 기법 및 신호처리 기법을 이용, 인간에게 유용한 정보를 추출하여 공정, 환경 및 에너지 시스템 의 제반 문제를 해결하는 것이 본 연구실의 목표입니다. 연구의 적용범위는 제품의 설계에서부터 공정 또는 환경 모델링 및 모니터링, 그리고 생태학적 영향을 고려한 공정운전 및 설계에 이르기까지 다양하며, 실제 산업체로의 응용연구는 물론 새로운 데이터 마이닝 기법의 개발과 같은 이론연구 또한 수행하고 있습니다.

에너지 소재공정

화석에너지 자체의 자원고갈과 화석에너지 사용에 따른 지구온난화에 의한 기후변화의 두 가지 관점에서 에너지 위기는 인류문명의 심각한 위협요소로 최근 이슈가 되고 있다. 따라서 자연스레 공학계의 주요과제로 대체 에너지 및 청정 에너지원을 개발이 대두되고 있다. 이에 본 연구실에서는 일반적인 반도체 접합 태양전지와 달리 식물이 광합성 작용을 통해 받은 태양에너지를 전자의 흐름으로 만들어내어 산화환원작용의 에너지로 쓰는 것을 본뜬 염료감응형 태양전지 (Dye Sensitized Solar Cell)에 관심을 갖고 이를 구성하는 염료와 산화물 전극의 재료개발에 관한 연구를 진행하고 있다. 전해질을 사이에 두고 양극과 음극으로 구성되어 있다는 점에서 리튬이차전지 (Lithium Ion Battery)와 같은 구조를 가지고 있어 LIB 양극 및 음극 재료개발에 관한 연구도 횡전개하여 진행하고 있다. DSSC는 투명한 특징을 가지고 있어 특히 BIPV (Building Integrated Photovoltaics)의 적용에서 큰 장점을 가진다. 부가적으로 계산화학을 이용하여 개발된 재료의 특성을 평가함으로써 이론과 실험을 적절하게 융합하고자 한다.

에너지/환경 소재

본 연구실에서는 다양한에너지와 환경 문제를 전기화학적 기술을 이용하여 해결하고자 한다.
풍부한 에너지원인 태양에너지를 활용하기 위해 광전기화학셀을 이용하여 태양에너지를 전기에너지로 전환하고 저장하는 융합 시스템을 개발하고 있다.한편,태양에너지로부터 얻어진 전기를 활용하여 환경오염물질 정화에도 적용하는 연구도 진행하고 있으며,전기화학적인 수처리의 효율이 높고 저렴한 재료로 구성된 전극을 개발하여 실용성을 높이고자 한다.또한, 해수로부터 유용화합물인 염소산화물을 생성하고 이산화탄소를 탄소화합물로 자원화하는 해수 전기 분해와 연계된 이산화탄소 전환 시스템 개발을 통해 경제성이 향상된 이산화탄소 전환 시스템을 제시하고자 한다.

생분자 공학 및 바이오의약품 개발

자연계의 수많은 단백질은 오랜 기간 지속되어온 진화과정을 통해 생명유지활동에 필수적인 독특한 물리화학적 특성을 보유하게 되었다. 단백질 공학은 이러한 자연 단백질의 특성을 명확히 분석하고, 나아가 산업적 응용에 적합하도록 단백질을 개량/생산하는 연구분야이다. 우리 연구실은 질병 치료 활성이 있는 단백질의 효능, 안전성, 안정성 개선을 목표로 삼는다. 우리는 위치 특이적 단백질 접합 (bioconjugation) 및 자가결합 (self-assembly) 기술을 통해 기존 치료용 단백질에 폴리머, 펩타이드, 단백질, 핵산을 접합하여 약물학적 특성을 증강하는 연구를 진행 중이다.

다공성 물질을 이용한 분리

본 연구실은 다양한 다공성 결정/비결정질 물질들 (MOFs, zeolites, ordered silica)을 기반으로 한 혁신적 분리 기술 개발을 목표로 다음에 기술된 두 관점에서 연구를 진행하고 있다. 첫째, 다공성 물질의 효율적인 합성 방법을 고안하고 더 나아가 그들의 화학적/물리적 특성의 개질 방법을 개발하여 다양한 분리들 (olefin/paraffin separation, Air separation, rare earth metal recovery, natural gas upgrading)에 선택적으로 사용될 수 있는 material library를 구축한다. 둘째, 이들의 실제 산업화 적용을 위한 경제적이면서도 대면적화가 가능한 분리막 및 흡착제 processing 기술을 개발한다.