KOSEN 한인과학기술자네트워크

본 연구실에서는 크게 두 가지 1) 토양 및 지하수 복원 연구와 2) 하이드레이트를 이용한 CO2 저감 연구를 수행하고 있습니다. 환경 복원 연구와 관련해서는, 통합 환경 내에서의 오염물질들의 발생 및 관측, 오염물질들의 fate과 transport의 예측, 그리고 실제로 오염된 통합환경의 복원을 위한 in-situ 및 ex-situ 복원기술의 개발 등에 중점을 두고 연구를 수행함으로써 발생원에서 방출되는 난분해성 유해물질들의 제어 및 첨단 나노, 바이오 기술을 채택하고 결합시켜 반응성 높은 생화학 촉매를 합성하고 이를 처리기술에 응용하는 연구가 심도 깊게 진행되고 있습니다.

 

 

 

1-1) Integrated Water Technology

저희 연구실에서는 분광학과 분자동역학을 이용한 통합적 지하수 관리 시스템의 구축을 목표로 다양한 실험과 연구가 진행되고 있습니다. 기존의 생물학적, 물리적, 화학적 수 처리 기술은 또 다른 독성물질의 생성위험과 비용에 비해 낮은 효율을 보이고 있어, 따라서 좀 더 환경적이고 고효율의 수 처리 기술이 필요한 시점입니다. 본 연구의 목표는 통합적인 SMART 지하수 관리 시스템을 구축하고 이를 이용해 선택적으로 대상 오염물질을 제거하고 분자 Molecular dynamic simulation과 synchrotron advanced spectroscopy를 바탕으로 오염물질의 거동 및 관측이 가능하도록 하는 것입니다. 본 연구에서는 염소화합물(PCE, TCE)과 중금속, 우라늄과 같은 대표적인 오염물질들을 중점적으로 다루고 있습니다.

1-2) Natural Catalyst

상기 예제 연구에서 보시는 것처럼, 해양해양 광생물반응기 연구에서는 해양의 에너지와 자원을 효율적으로 이용하고자 공학적 연구와 결부시켜 지속적으로 연구 및 개발을 진행해 나가고 있습니다.

종래에는 이온교환, 역삼투, 생물학적 방법 등을 이용해 질산성 질소를 처리하고자 하였습니다만, 이러한 방법들은 처리 후, 2차 처리가 필요하거나 많은 양의 슬러지를 발생시킬 수 있습니다. 따라서, 이와 같은 기존 방법들의 문제를 해결할 수 있는 방법의 모색이 요구되어왔고, 최근 저희 연구실에서는 이중금속 촉매를 이용한 질산성 질소의 환원을 집중적으로 연구해 왔습니다. 경제적이고 친환경적인 촉매를 개발하고, 이를 이용해 명확히 밝혀진 바가 없는 질산성 질소 환원 기작을 밝혀내는 것이 저희의 목표입니다.

 

1-3) Uranium

방사성 폐기물의 저장 및 처리와 관련된 이전의 관행들은 우라늄과 같은 방사성 물질에 의한 심각한 지표 오염을 초래하였습니다. 저희 연구실에서는 지하수에서 우라늄의 이동성은 주로 우라늄의 종형성과 수중 다른 물질 (미생물, 자연유기물질, 무기이온 미네랄 표면)과의 반응에 의해 결정된다고 보고, 이러한 상호작용들에 관한 연구가 활발히 진행 중입니다. 우라늄의 흡착, 산화환원에 의한 형태변화와 침전들이 발생될 수 있으며 이러한 모든 상호작용들은 우라늄의 이동성과 거동에 영향을 미치기 때문에 이러한 과정들을 규명하고 예측하는 것은 우라늄의 거동을 이해하기 위하여 필수적이며, 심각한 방사성 환경문제를 해결하기 위한 연구를 진행하고 있습니다.

2-1) Gas Hydrate

본 연구실에서는 21세기에 인류가 풀어야 할 중요한 문제 중에 하나인 지구온난화를 극복하기 위한 이산화탄소 저장원천기술 개발을 위한 연구를 수행하고 있습니다. 온실가스 저장의 방법으로서 해저 지층저장에 초점을 두어, 우리나라 해양지층구조와 하이드레이트 형성 원리를 이용한 이산화탄소 저장기술의 개발을 목표로 하여 연구를 수행하고 있습니다. 해저 지중저장 시 퇴적토 내 지구물리화학적 환경 요인들이 이산화탄소 하이드레이트 형성 및 해리에 미치는 영향에 대한 연구를 집중적으로 하고 있습니다. 본 연구실에서는 실험을 통해 거시적 관점에서 환경문제를 다루는 것뿐만 아니라, 분자동역학 시뮬레이션, 양자 계산 등을 활용한 미시적인 관점에서의 연구도 함께 진행하고 있습니다.

2-2) Energy Circulation

정수처리시설, 하수처리시설, 하수관거, 우수 관리 시스템은 건설과 운영과정에 있어 많은 온실가스들을 배출하는 시설입니다. 또한, 그 중 많은 양의 온실가스는 처리와 운송 과정 중에, 화학적, 생물학적 반응에 의해 발생하게 됩니다. 그러므로, 각각의 공정과 온실가스 측정 간의 mapping system은 시스템 내의 에너지, 자원 효율을 향상시키기 위해 수행되어야 합니다. 본 연구실에서는 물 인프라의 자원순환과 지속 가능한 에너지를 얻기 위해, 전과정평가 (Life cycle assessment) 모델을 적용하고 분석하는 연구를 하고 있습니다. LCA 적용을 통해, 온실가스의 양이 정량적으로 측정되며, 온실가스 방출의 주요 인자를 확인하고 분석할 수 있습니다. 이 방법은 systematic methodology로 원료에서부터 폐기 단계에 이르기까지 환경적인 영향을 평가할 수 있고, 우리 연구실에서 develop 시킨 LCA모델은 이전 모델보다 더 세부적인 운영 조건과 화학적, 생화학적인 반응에 의한 효과에 의한 온실가스 발생량을 측정할 수 있습니다.

저희 연구실에서는 개별적인 연구주제를 가지고 팀 별로 연구가 수행되고 있으나, 타 분야의 구성원도 서로의 새로운 아이디어 창출에 도움을 줄 수 있도록 연구 팀 간에 유기적인 토론과 공유가 원활하게 이루어지고 있습니다. 이를 위해 정기적인 랩 세미나와 매주 그룹 및 개인미팅이 이뤄지고 있으며 또한 매년 워크샵을 통해 연구실내 화합과 연구의지를 도모하고 있습니다.

■ 주소:  대전광역시 유성구 구성동 대학로 응용공학동 (W1-2) 건설 및 환경공학부 3212호
■ 전화:  042)350-5664
■ Homepage:  http://egrl.kaist.ac.kr/