탄소중립과 자원순환을 위한 에너지·자원회수 기술

우리 연구실에서는 리튬, 희토류 및 배터리 핵심금속을 포함한 다양한 이온의 선택적 분리와 회수를 위한 분리막 기반 기술을 연구하고있습니다. 

기능성 분리막 소재와 전기적 구동력을 활용한 분리공정을 개발하여 복잡한 용액 내에서 특정 이온의 이동을 선택적으로 제어하고자 합니다. 특히 분리막 기술과 전기투석 및 전기화학적 분리공정을 결합하여 높은 선택성, 낮은 에너지 소비 및 공정의 확장성을 동시에 확보하는 것을 목표로 하고 있습니다.

또한 분리막의 구조와 계면 특성, 그리고 이온–리간드 간 상호작용을 조절함으로써 폐수, 사용후 배터리 및 다양한 이차자원으로부터 유가자원을 선택적으로 회수할 수 있는 분리 플랫폼을 개발합니다.

이를 통해 기초적인 이온 전달 현상에 대한 이해를 실제 분리공정 설계와 연결하여 지속가능한 자원회수 기술로 발전시키고자 합니다.

우리 연구실에서는 크러스레이트 가스 하이드레이트를 에너지 관련 혼합기체의 분리 플랫폼으로 활용하는 연구를 수행하고 있습니다.

각 기체 분자는 서로 다른 하이드레이트 형성 특성과 케이지 점유 특성을 가지므로, 이러한 차이를 이용하면 혼합기체 내 특정 성분을 농축하거나 분리할 수 있습니다. 이를 통해 바이오가스 분리, 메탄 농축, 이산화탄소 분리 등에 적용할 수 있습니다.

우리 연구실에서는 하이드레이트 격자 구조의 제어, 촉진제 선정 및 공정 설계를 통해 선택적 기체 분리 성능을 향상시키는 방법을 연구합니다. 특히 기체 조성, 하이드레이트 구조, 첨가제 및 생성 조건이 기체 포집량과 선택성, 농축 성능에 미치는 영향을 분석하고 있습니다.

궁극적으로 분자 수준의 하이드레이트 거동과 실제 공정 성능을 연결하여 청정에너지 및 탄소관리 분야에 적용 가능한 지속가능한 기체 분리기술을 개발하는 것을 목표로 합니다.