본 연구실은 바이오매스를 활용한 친환경 소재 및 에너지 생산 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 바이오매스는 식물계와 동물계에서 유래한 재생 가능한 유기물로, 풍부하고 지속 가능한 자원입니다. 기존에는 주로 곡류와 같은 1세대 바이오매스가 사용되었으나, 최근에는 목질계 농업 부산물, 생활 폐기물, 해양 바이오매스 등 2세대 바이오매스의 활용이 확대되고 있습니다. 이러한 바이오매스를 원료로 하여, 환경친화적 산업용 화학소재, 섬유, 식품, 환경, 화장품 산업의 기초 원료와 소재를 개발하고 있습니다. 연구실에서는 나노셀룰로오스, 에탄올, 락트산, 레불린산, 푸르푸랄, 5-HMF 등 미래형 친환경 빌딩 블록 케미컬의 생산 기술을 연구합니다. 또한 바이오화학 기반 센서 소재와 3D 프린팅 소재, 효소작용 및 발효제품을 이용한 천연물 기반 소재 개발에도 주력하고 있습니다. 바이오매스를 이용한 MTHF(메틸테트라하이드로퓨란) 연료첨가제 생산공정, 바이오에탄올 생산을 위한 물리화학적 전처리 및 생물학적 전환공정 기술, 친환경 코팅 및 복합소재용 나노셀룰로오스 생산공정 등 다양한 공정기술을 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 지속 가능한 사회를 위한 친환경 에너지 및 소재의 대량 생산을 목표로 하며, 산업 전반에 걸쳐 환경 영향을 최소화하고 자원 순환을 촉진하는 데 기여하고 있습니다. 바이오매스의 고부가가치화와 산업적 적용을 통해, 화석연료 기반 산업의 한계를 극복하고 미래형 친환경 산업 생태계 구축에 앞장서고 있습니다.

연구실은 바이오리파이너리 개념을 바탕으로 바이오매스의 화학적·생물학적 전환을 통한 연료, 화학제품, 바이오소재 생산에 집중하고 있습니다. 바이오리파이너리는 석유 정제공정(oil refinery)과 유사하게, 바이오매스를 원료로 다양한 연료와 화학제품을 생산하는 통합 공정입니다. 이를 위해 바이오매스 내의 리그닌, 탄수화물, 단백질, 지질 등 다양한 성분을 분리·정제하고, 각 성분을 화학적·생물학적 변환 반응을 통해 고부가가치 제품으로 전환합니다. 업스트림(upstream)과 다운스트림(downstream) 바이오리파이너리로 나누어, 성분 분리 및 정제, 그리고 최종 제품 생산까지 전주기적 연구를 수행합니다. 특히, 재생 가능한 원료인 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌, 지질, 단백질 등의 화학적·생물학적 분리 정제 기술을 개발하고 있습니다. 올리고당, 폴리사카라이드 제조 및 분리정제, 고부가가치 양조(맥주) 공정기술, 성분분석 및 신제품 개발, 고효율 미생물-효소 공정기술(Cell/enzyme immobilization, adaptation 등) 등 다양한 응용 분야에 적용하고 있습니다. 또한, 화학적 전처리, 효소당화, 미생물 발효의 통합공정 기술, 플랫폼 케미컬 분별분리, 바이오 기반 제품 제조 등도 주요 연구 주제입니다. 이러한 연구는 산업용 화학소재, 섬유, 식품, 환경, 건축/내장, 건강, 의료, 화장품 등 다양한 산업 분야에 적용될 수 있는 기초 원료 및 소재의 생산을 가능하게 하며, 친환경적이고 지속 가능한 산업 발전에 기여하고 있습니다. 또한, 공정 최적화 및 경제성 분석을 통해 실제 산업 현장에 적용 가능한 솔루션을 제공하고 있습니다.