아주대학교 공정시스템공학 연구실
2010-05-04
박명준
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- 연구분야 -
저희 공정시스템공학 연구실(Process Systems Engineering Lab)은 화학공정 및 생물시스템에 대한 모델링 및 최적화에 대한 연구를 목표로 2007년도에 처음 개설되었습니다. 최근 들어 에너지 분야에 대한 연구 수요가 급증하였으며, 특히 새로운 연료 및 에너지 시스템에 대한 개발의 필요성이 강조되고 있습니다. 이에 본 연구실에서는 청정연료 분야를 비롯하여 광역에너지 시스템의 효율성 제고를 위한 연구를 수행 중이며, 대사 시스템에 대한 모델링도 함께 수행하고 있습니다.
지도교수인 박명준 박사님은 반응공학 및 공정제어 분야의 학위 및 연구 경험을 보유하고 계시며, 고분자 반응기 및 촉매 반응 시스템의 모델링 및 최적화에 관한 이론 및 실험 연구를 전문으로 하십니다. 또한, 세포의 신호전달체계에 대한 해석 연구를 수행하였으며, 바이오 케미컬 생산을 위한 대사 회로 설계 및 해석 연구로 연구 범위를 확장하고 있습니다.
저희 공정시스템공학 연구실(Process Systems Engineering Lab)은 화학공정 및 생물시스템에 대한 모델링 및 최적화에 대한 연구를 목표로 2007년도에 처음 개설되었습니다. 최근 들어 에너지 분야에 대한 연구 수요가 급증하였으며, 특히 새로운 연료 및 에너지 시스템에 대한 개발의 필요성이 강조되고 있습니다. 이에 본 연구실에서는 청정연료 분야를 비롯하여 광역에너지 시스템의 효율성 제고를 위한 연구를 수행 중이며, 대사 시스템에 대한 모델링도 함께 수행하고 있습니다.
지도교수인 박명준 박사님은 반응공학 및 공정제어 분야의 학위 및 연구 경험을 보유하고 계시며, 고분자 반응기 및 촉매 반응 시스템의 모델링 및 최적화에 관한 이론 및 실험 연구를 전문으로 하십니다. 또한, 세포의 신호전달체계에 대한 해석 연구를 수행하였으며, 바이오 케미컬 생산을 위한 대사 회로 설계 및 해석 연구로 연구 범위를 확장하고 있습니다.
1. 청정연료 분야
청정연료 분야는 현재의 석유화학 시대와 미래의 수소에너지 시대를 연결하는 중간 시대로서 바이오매스, 석탄, 천연가스 등 다양한 물질로부터 수송연료를 생산하는 분야를 말합니다. 특히, 국내의 청정연료 분야는 미활용 가스전이나 폐목재를 활용하는 등 기존의 에너지 시장을 확대하는 방향으로 진행되고 있습니다.
청정연료 분야는 현재의 석유화학 시대와 미래의 수소에너지 시대를 연결하는 중간 시대로서 바이오매스, 석탄, 천연가스 등 다양한 물질로부터 수송연료를 생산하는 분야를 말합니다. 특히, 국내의 청정연료 분야는 미활용 가스전이나 폐목재를 활용하는 등 기존의 에너지 시장을 확대하는 방향으로 진행되고 있습니다.
Biomass to Liquid (BTL)/Fischer-Tropsch catalytic reactor: 다양한 바이오매스 자원으로부터 합성가스를 생성하고, 이로부터 Fischer-Tropsch 합성을 통하여 합성 석유를 생산하는 분야에 대한 연구를 수행하고 있습니다. 저희 연구실의 주 연구대상은 FT 촉매반응에 대한 kinetics를 개발하고, 이를 바탕으로 중소형 BTL 공정 설계를 위한 기본 자료를 도출하는 것입니다. FT 반응의 경우 온도, 압력 및 H2/CO비 등의 운전 조건이 전체 사슬길이 분포에 미치는 영향을 정량화 하는 것이 매우 중요합니다. 현재 철 촉매 기반 lab-scale FT 반응기에 대한 모델링을 완료하고 pilot 건설을 위한 기본 설계를 도출한 단계이며, 전체 공정에 대한 최적화 연구를 진행하고 있습니다.
Gas to Liquid (GTL)/slurry Fischer-Tropsch catalytic reactor: GTL 분야는 석유 에너지 시대의 가장 현실적인 대안 중 하나로 꼽히는 분야로서, Sasol 및 Shell에 의하여 상용 공정이 운전 중에 있으며, 많은 후발 주자들이 단기간내 상용화를 목표로 연구에 매진하고 있습니다. 대형 GTL 분야에서의 활발한 프로젝트 진행과 함께, Compact GTL 분야에서는 중소형가스전(한계/수반가스) 개발을 위한 장치의 콤팩트화 및 모듈화를 통한 GTL 플랜트 기술 개발이 진행되고 있는데, 본 연구실에서는 코발트 기반 FT 촉매에 대한 kinetics 개발과 슬러리 반응기 모델링을 위한 기초 자료를 제공하기 위한 연구를 수행중입니다.
Reforming and Methanol synthesis: 스팀 및 이산화탄소를 이용한 혼합 개질반응에 대한 kinetics 및 반응기 설계를 위한 연구를 수행함과 동시에, 생성된 합성가스로부터 효과적인 메탄올 합성을 위한 반응 메커니즘 및 공정 설계 연구를 수행하고 있습니다. 혼합 개질의 경우 합성가스의 H2/CO비를 조절하기 용이하므로 정량화된 속도식을 이용하여 원하는 합성가스비 생성을 위한 최적 운전조건을 결정할 수 있습니다. 또한 메탄올 합성에서 이산화탄소를 추가하여 시너지 효과가 발생하는 이유를 반응 메커니즘 수준에서 해석함으로써 메탄올 생산 수율을 최대화하기 위한 발판을 마련하였습니다. 아래는 본 연구실의 공동연구팀인 한국화학연구원에 있는 bench-scale 반응기로서, 50 kg/day 수준의 메탄올 합성 반응에 대한 모델링이 완성단계입니다. 이를 바탕으로 대량 생산을 위한 설계가 이루어질 예정입니다.
2. 광역에너지 분야
지역 난방 시스템(District Heating System)은 대규모 단지를 위한 효과적인 난방 시스템으로서, 덴마크, 러시아 및 핀란드를 비롯한 많은 유럽 국가들 및 북미 지역에서 매우 높은 비율로 활용되고 있습니다. 캐나다의 경우 주거, 상업, 및 공공 시설 등에서 소비되는 에너지의 60~80% 정도를 지역 난방시스템이 책임지고 있습니다. 국내의 경우 1987년도에 지역 난방 시스템이 도입되어 서울을 비롯한 여러 지역에서 운영되고 있습니다.
본 연구실에서는 DHS의 효율성 제고를 위한 연구의 일환으로 thermal plant에 대한 모델링 및 제어 연구를 수행하였습니다.
- PSE Lab과의 연락 -
주소: 경기도 수원시 영통구 원천동 산5 아주대학교 화공실험동 205-3호
전화: 031-219-2383
Fax: 031-219-1612
E-mail: mjpark@ajou.ac.kr
홈페이지: http://pse.ajou.ac.kr
지역 난방 시스템(District Heating System)은 대규모 단지를 위한 효과적인 난방 시스템으로서, 덴마크, 러시아 및 핀란드를 비롯한 많은 유럽 국가들 및 북미 지역에서 매우 높은 비율로 활용되고 있습니다. 캐나다의 경우 주거, 상업, 및 공공 시설 등에서 소비되는 에너지의 60~80% 정도를 지역 난방시스템이 책임지고 있습니다. 국내의 경우 1987년도에 지역 난방 시스템이 도입되어 서울을 비롯한 여러 지역에서 운영되고 있습니다.
본 연구실에서는 DHS의 효율성 제고를 위한 연구의 일환으로 thermal plant에 대한 모델링 및 제어 연구를 수행하였습니다.
3. 바이오시스템 모델링 분야
세포의 신호전달 체계에 대한 모델링 연구를 확장하여 현재는 대사 회로에 대한 모델링 연구를 수행하고 있습니다. 구체적인 목표로는 Wild-type 균주에 대한 대사회로 모델 개발 및 유효성 검증, 대사체학 및 지노믹스 데이터의 수학 및 통계적 해석, 앙상블(ensemble) 접근법을 기반으로 하여 다양한 target 후보 유전자 검색을 들 수 있으며, 이를 통하여 그린 바이오케미컬 및 바이오연료 생산 재조합 미생물의 생산 저해 대사물질 및 내성 기작 규명을 최종 연구 목표로 하고 있습니다.
세포의 신호전달 체계에 대한 모델링 연구를 확장하여 현재는 대사 회로에 대한 모델링 연구를 수행하고 있습니다. 구체적인 목표로는 Wild-type 균주에 대한 대사회로 모델 개발 및 유효성 검증, 대사체학 및 지노믹스 데이터의 수학 및 통계적 해석, 앙상블(ensemble) 접근법을 기반으로 하여 다양한 target 후보 유전자 검색을 들 수 있으며, 이를 통하여 그린 바이오케미컬 및 바이오연료 생산 재조합 미생물의 생산 저해 대사물질 및 내성 기작 규명을 최종 연구 목표로 하고 있습니다.
- 연구원 소개 및 연구실 생활 -
저희 연구실은 현재 5명의 석사과정과 2명의 학부 인턴이 있으며, 2명의 석사를 배출하였습니다. 랩 연구원들은 각자의 분야에서 최고가 되기 위하여 열심히 연구하고 있으며, 매년 각종 국내외 학회에 참석하여 연구결과를 전세계에 널리 알리고 있습니다. 또한, 연구원들의 협동과 단합을 위하여 MT, 바비큐 등 다양한 연구외 활동에도 힘쓰고 있습니다.
저희 연구실은 현재 5명의 석사과정과 2명의 학부 인턴이 있으며, 2명의 석사를 배출하였습니다. 랩 연구원들은 각자의 분야에서 최고가 되기 위하여 열심히 연구하고 있으며, 매년 각종 국내외 학회에 참석하여 연구결과를 전세계에 널리 알리고 있습니다. 또한, 연구원들의 협동과 단합을 위하여 MT, 바비큐 등 다양한 연구외 활동에도 힘쓰고 있습니다.
- PSE Lab과의 연락 -
주소: 경기도 수원시 영통구 원천동 산5 아주대학교 화공실험동 205-3호
전화: 031-219-2383
Fax: 031-219-1612
E-mail: mjpark@ajou.ac.kr
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