[전남대학교] 환경에너지융합연구실
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환경에너지융합연구실 (Environmental Fusion Energy Technology Lab, 연구책임자 정석희)은 궁극적으로 지속가능한 사회를 목표로, 환경과 에너지의 위기를 극복하기 위해 다양한 분야를 융합하여 기존의 환경기술을 대체할 혁신적인 과학기술을 연구하고 있습니다. 2014년 9월 정석희 교수님의 부임(전남대학교 환경에너지공학과)과 함께 본 연구실이 시작되었으며, 남태희(석사), 강흥구(석사) 학생을 시작으로, 구본영(석사), 김어진(석사), 손성훈(석박통합, 2017 봄 입학 예정) 학생이 연구실에 합류하여 현재 총 6명의 전임 연구원이 함께 하고 있습니다. 또한 총 8명의 학부생이 학부 연구원으로서 본 연구실에서 연구 경험을 쌓고 있습니다. 현재까지 모든 연구원들은 전남대 환경에너지공학과 출신들로 이루어져 있지만, 지역과 국적을 초월해 다양한 인재들이 조화를 이루며 시너지를 이뤄가는, 인적으로도 융합하는 연구실을 만들어가는 중입니다.
[남태희, 강흥구, 정석희 교수님, 김어진, 구본영]
연구책임자인 정석희 교수님은 미생물 연료전지(microbial fuel cell, MFC) 연구로 널리 알려진 펜실베이니아 주립대학교 (Pennsylvania State University)에서 석박사 과정을 마치시고, 현재 전남대에서 MFC를 포함한 다양한 미생물 전기화학 시스템에대한 연구를 수행 중이십니다. MFC로 대표되는 미생물 전기화학 시스템은 전기적으로 활성을 보유한 미생물을 이용하여 유기물로부터 에너지를 생산하거나, 혹은 유용한 물질을 생산하는 시스템입니다. 환경에너지융합연구실은 다음과 같은 미생물 전기화학 시스템에 대한 연구를 진행 중에 있습니다.
현재의 폐수처리공정은 너무도 많은 에너지를 소비하고 있고, 많은 양의 슬러지를 발생시키며, 악취마저 발생합니다. MFC 기반 폐수처리 시스템은 산화전극에 사는 체외 전자 방출균을 이용하여 폐수의 유기물을 산화하여 전극으로 전자를 방출하는 작용을 이용하여, 페수처리와 전기에너지 생산을 동시에 수행하는 새로운 개념의 환경에너지시스템입니다. 폐수를 처리함에 있어 에너지가 소비되지 않고 도리어 생산되고, 에너지의 발생으로 생물학적 슬러지 발생이 급격히 감소하며, 닫힌 시스템이므로 악취 또한 발생하지 않습니다. MFC 기반 페수처리 시스템은 지속가능한 사회를 위하여 필히 이뤄 나가야 할 혁신입니다.
2.2 역전기투석 미생물 연료전지 (MRC)
MRC는 해수와 담수의 염도차에서 에너지를 생산하는 역전기투석 시스템과 미생물 연료전지를 결합한 시스템입니다. 유기성 폐수의 전기화학적 분해를 통한 전력과 염도차의 전력이 더해져 더욱 높은 전력과 전류를 생산하는 공정입니다. 삼면이 바다로 둘러쌓여 염도차 에너지 자원이 많은 한반도에 매우 유리한 공정입니다. 또한 열분해 물질을 이용하면 폐열 에너지를 전기로 전환할 수도 있습니다.
2.3 미생물 전기화학 시스템의 성능을 높이기 위한 재료 기술 개발 연구
시스템에 대한 개념을 구현하고 이를 실용화 하기위해, 시스템에 적합한 재료의 개발은 필수적입니다. 이를 위하여 산화전극과 환원전극에 관한 재료공학적 연구가 진행되고 있습니다. 성능 향상과 내구성 향상을 위해, 새로운 물질을 적용하고 기존의 물질을 개선하여 적용하기도 합니다.
2.4 전지구적 환경 변화와 잠수함의 침입을 깊은 수심에서 전원의 교체 없이 자가발전형으로 모니터링 하는 MFC 기반 무선 센서
깊은 바다의 지질현상이나 이상물체의 정확한 탐지를 위해서, 해저의 무선센서 설치는 매우 가치가 높습니다. 하지만 깊은 바다에서는 전력원 교체에 큰 비용이 소모되므로, 해저 무선센서에 지속가능한 전력원 설치는 매우 중요합니다. 이를 위하여 저서에 풍부하게 쌓여있는 유기물을 미생물 전기화학적으로 분해하여, 반영구적으로 센서에 전력을 공급하는 저서형 미생물 연료전지를 연구 중에 있습니다.
2.5 미생물 전기화학 현상을 통한 이산화탄소 변환을 통한 유용물질 생산
미생물 전기화학적 현상을 이용하여 이산화탄소를 고부가가치의 물질로 변환하는 시스템을 연구하고 있습니다.
2.6 오염토양을 정화하는MFC 기반 토양정화기술
지중의 오염된 토양층에 미생물 연료전지의 전극을 삽입, 미생물 전기화학적 작용을 이용하여 오염된 토양을 정화하는 기술을 연구하고 있습니다.
연구실 안에서 연구원 각자의 개성과 권리가 존중되고, 집단생활에 대한 부담은 최소화하는 것이 교수님의 랩 운영 철학입니다. 학자로서의 정직과 성실을 중요하게 생각하시고, 상명하복적인 수직적 관계를 지양하고, 연구원들 모두와 수평적인 자세로 직접 소통하시기를 선호하십니다. 또한 연구실 내의 모든 정보가 정확하고 투명하게 소통되는 커뮤니케이션의 장을 추구하십니다. 교수님은 학생지도를 최우선에 두시며, 연구원 개개인의 연구 및 생활에 대하여 자유로운 분위기에서 소통하십니다. 연구에만 집중할 수 있도록 등록금과 생활비를 커버할 만큼의 충분한 재정이 지원되고 있습니다
매주 1회 랩미팅과 최근 연구 동향 발표가 있습니다. 월요일에서 금요일 동안 9시 출근과 오후 6시 퇴근에 대한 생활 규칙이 있지만 출퇴근에 대한 통제는 없고 융통성 있게 조절이 가능합니다. 많은 자율이 주어지지만, 매주 진행되는 랩미팅과 정기적인 진도 체크를 통해 연구원들이 연구에 집중할 수 있게 합니다. 연구원들간의 경쟁과 반목보다, 협력을 통해 시너지를 이뤄 모두의 생산성을 높이는 분위기입니다. 랩 역사가 비록 2년 밖에 안 되었지만, 현재 국내학회 1회, 국제학회에서 2회의 학술발표상을 수상하였습니다. 최고의 응용 연구는 탄탄한 기초연구가 선행되어야 하기에, 학위과정 중에는 연구원들의 기초역량 개발과 평생 실적으로 남을 국제저명학술지의 논문 출판이 강조되고 있습니다.
연구실에 들어 오려면 미리 연락하시는 것이 좋습니다. 학생의 연구방향 및 커리어 패스를 사전에 계획하시기에, 미리 연락하여 교수님과 토의하는 것이 좋습니다. 모든 학생들은 연구실에 들어오기 전, 실험에 대한 많은 공부보다 장기적인 관점에서 학점 및 영어(토익 800 이상)에 치중하도록 독려하십니다. 교육자로서, 토플 동호회 운영자로서의 경험을 바탕으로 학사관리 및 토익 고득점 노하우까지 친절하게 알려 주십니다.
현 시대의 환경공학분야에서 최첨단의 연구를 이끌어가는 미생물 전기화학 분야는 아직 개발해야 할 기술과 규명해야 할 현상들이 너무도 많은 유망한 연구분야 입니다. 미생물 전기화학 기술로 환경과 에너지 위기 해결에 도전하고 싶은 성실하고 열정있는 학생들의 많은 지원 바랍니다.
■ 전화 : 062)530-1857
■ Homepage : 연구실 홈페이지(click!) 학과 홈페이지(click!)
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· 고속버스 - 광주고속버스터미널에서 TGI 쪽의 택시탑승장 택시 이용, 미니스톱 전대공대점 하차 후 지도의 화살표를 따라 이동
· KTX – 광주송정역에서 지하철로 양동시장역까지 이동. 택시를 타고 미니스톱 전대공대점에 하차 후 지도의 화살표를 따라 이동
· 자가용 - 전남대학교 공과대학 3호관을 검색하여 네비게이션을 따라 이동
정말 좋은 연구를 하게 해주셔서 감사합니다.