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김철환 연구실

경상국립대학교 환경재료과학과

김철환 교수

Pulp Fiber Refining

Cellulose Nanofibrils

Biomass Fuel Pellets

김철환 연구실

환경재료과학과 김철환

김철환 연구실은 임산제지학 및 임산화학을 기반으로 한 펄프 및 종이 제조, 바이오매스 자원의 고부가가치화, 그리고 친환경 소재 개발 분야에서 국내외적으로 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 연구실은 산림 부산물, 재선충 피해목, 오일팜 바이오매스, 제지슬러지 등 기존에 저평가되었던 다양한 자원을 활용하여 고품질 펄프와 종이, 연료 펠릿, 생분해성 소재 등 다양한 응용 제품을 개발하고 있습니다. 특히, 열기계펄프(TMP) 및 화학열기계펄프(CTMP) 제조 공정의 최적화, 에너지 절감형 리파이너 플레이트 설계, 피치 제어 기술, 펄프 및 종이의 물리적·광학적 특성 개선 등 제지산업의 현장 문제 해결에 중점을 두고 있습니다. 연구실은 다양한 원료의 화학적·물리적 특성 분석과 공정 조건 최적화를 통해, 생산 효율성과 제품 품질을 동시에 향상시키는 혁신적인 기술을 개발하고 있습니다. 또한, 바이오매스 및 산업 부산물의 자원화 연구를 통해, 고효율 연료 펠릿, 바이오 석탄, 생분해성 육묘포트, 친환경 완충재, 항균 포장지 등 다양한 친환경 소재를 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 자원 순환과 환경 보전, 산업 폐기물의 고부가가치화, 탄소중립 실현 등 사회적 요구에 적극적으로 대응하고 있습니다. 연구실은 수십 건의 특허와 다수의 국내외 논문, 산업체와의 공동연구 및 기술이전, 정부 및 공공기관 연구과제 수행 등 활발한 산학연 협력을 통해 실질적인 산업적·사회적 파급효과를 창출하고 있습니다. 또한, 차세대 친환경 소재 개발과 산림자원의 지속가능한 활용을 위한 첨단 분석기술 및 공정 혁신 연구를 지속적으로 추진하고 있습니다. 앞으로도 김철환 연구실은 임산제지학, 임산화학, 바이오매스 활용, 친환경 소재 개발 등 다양한 융합 연구를 통해, 국내외 제지·바이오산업의 혁신과 지속가능한 미래 사회 구현에 기여할 것입니다.

Pulp Fiber Refining
Cellulose Nanofibrils
Biomass Fuel Pellets
임산제지학 및 임산화학을 통한 지속가능한 펄프 및 종이 제조 기술
김철환 연구실은 임산제지학 및 임산화학을 기반으로 한 펄프 및 종이 제조 기술의 혁신을 선도하고 있습니다. 연구실은 국내외 산림자원 및 부산물, 미이용 바이오매스 등 다양한 원료를 활용하여 고품질 펄프와 종이 제품을 개발하는 데 중점을 두고 있습니다. 특히, 재선충 피해목, 미이용 산림 부산물, 오일팜 바이오매스 등 기존에 활용도가 낮았던 자원을 새로운 펄프 원료로 전환하는 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 원료의 화학적·물리적 특성 분석, 최적화된 펄프화 공정 개발, 에너지 절감형 리파이너 플레이트 설계 등 다양한 공정 혁신을 포함합니다. 예를 들어, 열기계펄프(TMP) 및 화학열기계펄프(CTMP) 제조 시 원료의 혼합, 전처리 조건, 리파이너 플레이트의 패턴 및 재질 변화가 펄프의 품질과 생산 효율에 미치는 영향을 체계적으로 분석합니다. 또한, 펄프 제조 과정에서 발생하는 피치 문제, 광학적 특성 개선, 종이의 내구성 및 기능성 향상 등 실질적인 산업적 문제 해결에도 집중하고 있습니다. 이러한 연구 성과는 국내 제지산업의 원료 안정성 확보, 생산 비용 절감, 친환경 공정 전환에 크게 기여하고 있습니다. 더불어, 산림자원의 고부가가치화와 지속가능한 산림경영, 그리고 바이오매스의 순환경제 실현에도 중요한 역할을 하고 있습니다. 앞으로도 연구실은 첨단 분석기술과 공정 최적화 연구를 통해 차세대 친환경 펄프 및 종이 소재 개발을 지속적으로 추진할 계획입니다.
바이오매스 및 부산물 기반 에너지·기능성 소재 개발
연구실은 산림 부산물, 제지슬러지, 농업 부산물 등 다양한 바이오매스 자원을 활용한 에너지 및 기능성 소재 개발에 주력하고 있습니다. 특히, 미이용 산림 바이오매스와 제지 부산물을 혼합하여 고효율 연료 펠릿, 바이오 석탄, 생분해성 육묘포트, 친환경 완충재 등 다양한 응용 제품을 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 자원 순환과 환경 보전, 그리고 산업 부산물의 고부가가치화라는 사회적 요구에 부응합니다. 에너지 소재 분야에서는 바이오매스의 토레팩션, 펠릿화, 연소 특성 개선 등 열화학적 전처리 및 가공기술을 개발하여, 기존 화석연료를 대체할 수 있는 고효율·저탄소 연료를 생산합니다. 또한, 제지슬러지와 목질계 부산물을 혼합한 연료 펠릿의 품질 향상, 발열량 증대, 연소 효율 개선 등 실용화 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 기능성 소재 분야에서는 제지슬러지, 오일팜 부산물, 농업 부산물 등을 활용한 생분해성 포장재, 육묘포트, 친환경 충전제, 항균 포장지 등 다양한 친환경 제품을 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 산업 폐기물의 자원화, 탄소중립 실현, 농림·제지산업의 지속가능성 강화에 크게 기여하고 있습니다. 앞으로도 연구실은 바이오매스의 새로운 활용처 발굴과 고부가가치 소재 개발을 통해, 친환경 사회로의 전환과 자원 순환경제 실현에 앞장설 계획입니다.
1
Quality Enhancement of Torrefied Biopellets Prepared by Unused Forest Biomass and Wood Chip Residues in Pulp Mills
김철환, Lee Tae-Gyeong, Park Hyeong-Hun, Park Ju-Hyun, Park Min-Sik, Lee Jae-Sang
APPLIED SCIENCES-BASEL, 202410
2
Effects of Zirconium-Based Crosslinkers with Different Zirconium Contents on Pigment Coating in Paper
김철환, Park Hyeong-Hun, Lee Tae-Gyeong, Park Ju-Hyun, Park Min-Sik, Lee Jae-Sang
APPLIED SCIENCES-BASEL, 202410
3
Study of the Improvement of Disintegration Efficiency and Antibacterial Properties of Disposable Toilet Seat Cover Sheet Made of Cellulose Fibers
김철환, 박주현, 박형훈, 이태경, 박민식, 이재상
Applied Sciences (Switzerland), 202408
1
(통합EZ-3차)열기계펄프 제조에 최적화된 해섬 플레이트 개발
(과기부)한국연구재단
2024년 03월 ~ 2025년 02월
2
[시험분석] Pure Cellulose 또는 화학펄프 여부 확인 분석
중앙관세분석소
2023년 08월 ~ 2023년 08월
3
(통합EZ-2차)열기계펄프 제조에 최적화된 해섬 플레이트 개발
(교육부)한국연구재단
2023년 03월 ~ 2024년 02월