이 연구 주제는 폐기물과 바이오매스를 고부가가치 연료로 전환하여 탄소중립 사회를 구현하는 데 초점을 둔다. 연구실은 바이오매스 원료의 다양성이 빠르게 증가하는 산업 환경에 대응하기 위해, 원료 특성에 따라 최적의 연료화 경로를 설계하는 맞춤형 전환 기술을 탐구한다. 특히 습윤 바이오매스에도 유리한 열수액화(HTL) 공정을 중심으로 바이오원유 생산성과 품질을 높이는 기술 개발을 주요 목표로 한다. 세부적으로는 반응 온도, 압력, 체류시간, 공용매(cosolvent), 균질 촉매와 같은 공정 변수가 바이오원유 수율과 조성에 미치는 영향을 분석한다. 미세조류를 포함한 다양한 바이오매스 자원을 대상으로 실험 기반 연료 특성 평가를 수행하고, 생성된 바이오원유의 업그레이딩 가능성과 지속가능항공유(SAF) 등 차세대 연료로의 활용성을 검토한다. 이를 위해 연료 제조·분석 장비 인프라를 구축하고, 연료 물성 및 연소 적합성을 통합적으로 평가하는 연구 체계를 발전시키고 있다. 이 연구는 단순한 대체연료 생산을 넘어 자원순환, 폐기물 저감, 에너지 안보 강화에 기여할 수 있다는 점에서 의미가 크다. 향후에는 원료별 데이터 축적과 공정 최적화를 통해 경제성과 환경성을 동시에 만족하는 실용적 바이오연료 생산 플랫폼으로 확장될 가능성이 높다. 또한 친환경 모빌리티와 항공 분야에서 요구되는 저탄소 액체연료 공급 기반을 마련하는 핵심 기술로 발전할 수 있다.

이 연구 주제는 가솔린 직접분사 스파크점화(SI) 엔진에서의 연소 현상을 정밀하게 이해하고, 성능 향상과 배출 저감을 동시에 달성하는 기술 개발에 초점을 둔다. 연구실은 특히 노킹(knock), 미립자상 물질(PM), 가스상 배출물 등 현대 엔진의 핵심 문제를 다루며, 실제 차량 및 고효율 동력 시스템에 적용 가능한 연소 제어 전략을 제시하고자 한다. 이를 통해 고효율과 저배출을 모두 만족하는 차세대 내연기관 운전 조건을 규명한다. 주요 연구로는 다단 분사(multiple injection) 전략, 고수분 포트분사, 점화 시기 및 연료 분사 제어가 엔진 열효율과 배출 특성에 미치는 영향 분석이 포함된다. 직접분사 SI 엔진에서의 노킹 발생 메커니즘과 노킹이 미립자 배출에 미치는 연계 효과를 규명하고, 부스트 조건 및 다양한 운전 영역에서 최적 제어 변수를 찾는 연구가 수행되고 있다. 이러한 접근은 실험 엔진 시험과 연소 해석을 결합하여 보다 신뢰성 높은 설계 지침을 도출하는 데 강점을 가진다. 이 연구의 산업적 파급효과는 매우 크다. 전동화가 확대되는 상황에서도 고효율 하이브리드 시스템과 기존 차량의 친환경 전환에는 여전히 고도화된 내연기관 기술이 필요하기 때문이다. 연구실의 성과는 연비 개선, 배출 규제 대응, 엔진 내구성 향상에 직접적으로 연결될 수 있으며, 향후 합성연료나 바이오연료와 결합된 저탄소 엔진 시스템 개발에도 중요한 기반이 된다.

이 연구 주제는 새로운 연료 조성물의 물성과 연소 적합성을 평가하고, 이를 친환경 모빌리티 시스템에 적용하는 데 중점을 둔다. 연구실은 iso-olefins 계열 블렌드 연료, 합성가스-가솔린 혼합연료, 수소 기반 모빌리티용 에너지 매체 등 다양한 차세대 연료를 대상으로 실제 활용 가능성을 검토한다. 핵심 목표는 기존 화석연료를 대체하면서도 엔진 성능과 시스템 지속가능성을 확보할 수 있는 최적 연료 조합을 제안하는 것이다. 이를 위해 옥탄가, 점화 특성, 증발성, 연소 안정성, 배출 특성 등 연료의 핵심 물성 지표를 체계적으로 분석한다. 또한 2영역 스파크점화 연소 모델과 같은 해석 도구를 이용해 연료 혼합비 변화에 따른 노킹 예측과 연소 거동을 시뮬레이션하며, 실험 결과와 모델링을 연계하여 연료 설계의 정확도를 높인다. 연료 자체의 성능뿐 아니라 생산 가능성, 공급망, 탄소배출 저감 효과까지 고려하는 통합 평가도 이 연구의 중요한 특징이다. 이 연구는 친환경 자동차, 수소 기반 이동수단, 탄소중립 연료 생태계 구축에 실질적인 기여를 할 수 있다. 특히 기존 엔진 및 인프라를 최대한 활용하면서 온실가스를 줄일 수 있는 드롭인(drop-in) 연료 개발은 산업 전환 비용을 낮추는 데 유리하다. 앞으로는 연료 설계, 연소 모델링, 시스템 지속가능성 평가를 결합한 융합 연구를 통해 미래 모빌리티 분야의 핵심 솔루션을 제시할 가능성이 높다.