김동수 연구실은 환경화학을 기반으로 한 수처리 및 오염물질 제거 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 본 연구실은 다양한 유해 오염물질, 특히 중금속, 유기염료, 난분해성 유기화합물 등 수계에 존재하는 다양한 오염원에 대한 효과적인 처리 방법을 연구합니다. 이를 위해 활성탄, 천연 및 폐기물 유래 흡착제, 나노소재, 촉매 등 다양한 재료를 활용하여 오염물질의 흡착, 분해, 침전 및 산화·환원 반응을 통한 제거 메커니즘을 규명하고 있습니다. 특히, 최근에는 이차전지, 폐수, 산업폐기물 등에서 발생하는 중금속 이온(니켈, 코발트, 카드뮴, 구리 등)의 안정성 변화와 침전 특성, 그리고 온도, pH, 이온강도 등 환경조건에 따른 반응 특성에 대한 열역학적·동역학적 해석을 심도 있게 수행하고 있습니다. Pourbaix Diagram 등 전기화학적 도구를 활용하여 수중 이온의 안정 영역을 분석하고, 실제 수처리 공정에 적용 가능한 최적의 조건을 도출합니다. 이러한 연구는 실험실 규모의 기초 연구뿐만 아니라 실제 산업 현장 및 환경 현장에 적용 가능한 기술로 확장되고 있습니다. 다양한 학술지 논문, 특허, 산업체와의 협력 프로젝트를 통해 연구 성과를 사회에 환원하고 있으며, 지속가능한 환경 관리와 자원 순환에 기여하고 있습니다.

연구실은 친환경 촉매 및 나노소재를 활용한 고도 산화·환원 공정 개발에도 활발히 참여하고 있습니다. 대표적으로 이황화몰리브덴(MoS2) 나노시트, 하이드로차, 은 나노입자 등 다양한 나노소재를 기반으로 한 촉매를 개발하여, 폐수 내 난분해성 유기오염물 및 염료의 분해 효율을 극대화하는 연구를 수행합니다. 최근에는 피에조전기 촉매, 광촉매, 전기화학적 산화 등 다양한 에너지 기반 촉매 활성화 기술을 융합하여, 기존 공정 대비 에너지 효율성과 친환경성을 동시에 확보하고 있습니다. 특히, 피에조전기 촉매를 이용한 과황산염 활성화, 산화 라디칼 생성, 그리고 이 과정에서의 유기오염물 분해 메커니즘 규명에 대한 연구가 두드러집니다. 이와 함께, 바이오매스 유래 소재(예: 커피 찌꺼기, 과일 껍질, 폐목재 등)를 활용한 친환경 흡착제 및 촉매 개발도 병행하여, 자원순환과 환경보호를 동시에 달성하고자 노력하고 있습니다. 이러한 첨단 소재 및 공정 개발은 수처리뿐만 아니라 대기, 토양 등 다양한 환경 매체로의 확장 가능성을 지니고 있으며, 실제 산업 폐수, 생활하수, 농업 폐수 등 다양한 현장 적용 사례를 통해 그 실효성을 입증하고 있습니다. 연구실은 앞으로도 친환경적이고 지속가능한 환경정화 기술 개발을 선도할 계획입니다.