김주식 연구실은 폐플라스틱과 바이오매스의 열분해 및 가스화 공정 개발에 중점을 두고 있습니다. 열분해 및 가스화는 복잡한 고분자 물질을 고부가가치 화합물, 연료, 수소 등으로 전환하는 핵심적인 친환경 기술입니다. 본 연구실은 다양한 반응기 설계와 운전 조건 최적화를 통해, 고효율 및 저오염의 에너지 및 화학 원료 생산을 목표로 하고 있습니다. 특히, 이단 및 삼단 반응기 시스템을 활용하여 타르 및 유해물질의 발생을 최소화하고, 활성탄, 돌로마이트, 올리빈 등 다양한 첨가제의 적용을 통해 생성가스의 품질을 높이고 있습니다. 이러한 공정은 폐플라스틱, 하수슬러지, 목재, 농업 부산물 등 다양한 폐자원을 처리할 수 있어 자원순환과 환경보전에 크게 기여합니다. 연구실은 실험실 규모에서 파일럿 플랜트까지 다양한 규모의 장비를 활용하여 실제 산업 적용 가능성을 높이고 있습니다. 이를 통해 폐기물의 에너지화, 고순도 수소 및 합성가스 생산, 타르 저감 등 다양한 환경 및 에너지 문제 해결에 앞장서고 있습니다.

본 연구실은 폐플라스틱 및 바이오매스의 열분해 및 가스화 공정을 통해 BTX-aromatics(벤젠, 톨루엔, 자일렌), 올레핀, 페놀류, 바이오오일 등 고부가가치 화합물과 청정 연료를 생산하는 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 다양한 촉매 및 첨가제의 적용, 반응 조건의 최적화, 연속 공정 개발 등을 통해 제품의 수율과 품질을 극대화하고 있습니다. 특히, 플라스틱 리파이너리 혁신기술 개발 프로젝트를 통해 폐플라스틱으로부터 올레핀 생산용 오일을 제조하고, 바이오매스 및 폐목재로부터 페놀류, 바이오오일, 수소 등 다양한 화학 원료를 생산하는 기술을 개발하고 있습니다. 또한, 생성물 내 염소, 황, 브롬 등 유해물질의 저감 및 제거 기술도 함께 연구하여, 산업적 활용성을 높이고 있습니다. 이러한 연구는 자원순환과 탄소중립 사회 실현에 기여할 뿐만 아니라, 화학 및 에너지 산업의 지속가능한 발전을 위한 핵심 기술로 자리매김하고 있습니다. 연구실은 국내외 다양한 연구기관 및 산업체와의 협력을 통해 기술의 실용화와 상용화에도 적극적으로 나서고 있습니다.