손정민 연구실
자원에너지공학과 손정민
손정민 연구실은 촉매화학공학을 기반으로 에너지 및 환경 분야의 혁신적인 기술 개발에 앞장서고 있습니다. 본 연구실은 금속 산화물, 페로브스카이트, 메조포러스 소재 등 다양한 첨단 촉매를 합성하고, 이들의 구조적·화학적 특성을 심층적으로 분석하여 최적의 촉매 시스템을 개발하는 데 주력하고 있습니다. 이를 통해 수소 생산, 합성가스 제조, 바이오매스 및 폐기물의 열분해, 가스화 등 다양한 에너지 전환 공정에 적용 가능한 친환경 기술을 연구하고 있습니다.
특히, 화학 루핑 공정(Chemical Looping)과 산소전달입자 개발에 대한 연구는 본 연구실의 핵심 역량 중 하나입니다. CaSnO3, CoTiO3, MgMnO3, La-Fe 기반 페로브스카이트 등 다양한 금속 산화물 산소전달입자를 합성하고, 이들의 산화·환원 특성, 반응성, 내구성 등을 체계적으로 평가하고 있습니다. 이를 바탕으로 이산화탄소 저감 및 활용(CCUS), 연료전지용 수소 생산, 연소전 CO2 포집 등 기후변화 대응을 위한 첨단 촉매 공정 연구도 활발히 진행되고 있습니다.
연구실은 실험실 규모의 기초 연구를 넘어 파일럿 및 산업 규모의 공정 개발로 연구 범위를 확장하고 있습니다. 다양한 국내외 산학연 협력 프로젝트와 정부 지원 사업을 통해 촉매 기반 에너지 및 환경 공정의 상용화 가능성을 높이고, 지속가능한 미래 에너지 시스템 구축에 기여하고자 합니다. 또한, 폐플라스틱의 촉매 열분해를 통한 액상 연료 생산, 저급 석탄의 가스화, 바이오매스의 수소 생산 등 실제 산업 현장에서 요구되는 친환경 에너지 기술 개발에도 중점을 두고 있습니다.
이외에도, 본 연구실은 다양한 특허와 논문, 학술대회 발표를 통해 연구 성과를 국내외에 알리고 있으며, 우수한 연구 인재 양성과 첨단 연구 인프라 구축에도 힘쓰고 있습니다. 앞으로도 손정민 연구실은 촉매화학공학과 화학 루핑 공정 분야에서 세계적인 연구 역량을 바탕으로, 에너지와 환경 문제 해결에 기여하는 선도 연구실로 자리매김할 것입니다.
Catalytic Pyrolysis
CO2 Capture
Perovskite Oxides
촉매화학공학을 통한 에너지 및 환경 공정 혁신
촉매화학공학은 다양한 화학 반응에서 촉매의 역할을 심층적으로 연구하여, 에너지 생산과 환경 개선에 기여하는 핵심 분야입니다. 본 연구실에서는 금속 산화물, 페로브스카이트, 메조포러스 소재 등 다양한 촉매를 합성하고, 이들의 구조적·화학적 특성을 분석하여 최적의 촉매 시스템을 개발하는 데 주력하고 있습니다. 특히, 촉매의 활성, 선택성, 내구성 향상을 위한 표면 개질 및 도핑 기술을 적극적으로 도입하고 있습니다.
이러한 연구는 수소 생산, 합성가스 제조, 바이오매스 및 폐기물의 열분해, 가스화 등 다양한 에너지 전환 공정에 적용되고 있습니다. 예를 들어, 폐플라스틱의 촉매 열분해를 통한 액상 연료 생산, 저급 석탄의 가스화, 바이오매스의 수소 생산 등 실제 산업 현장에서 요구되는 친환경 에너지 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 또한, 이산화탄소 저감 및 활용(CCUS) 기술, 연료전지용 수소 생산, 연소전 CO2 포집 등 기후변화 대응을 위한 첨단 촉매 공정 연구도 활발히 진행 중입니다.
본 연구실의 촉매화학공학 연구는 실험실 규모의 기초 연구를 넘어, 파일럿 및 산업 규모의 공정 개발로 확장되고 있습니다. 다양한 국내외 산학연 협력 프로젝트를 통해 촉매 기반 에너지 및 환경 공정의 상용화 가능성을 높이고, 지속가능한 미래 에너지 시스템 구축에 기여하고자 합니다.
화학 루핑 공정 및 산소전달입자 개발
화학 루핑 공정(Chemical Looping)은 연소, 개질, 산화탈수소화 등 다양한 에너지 전환 반응에서 산화제와 연료를 직접 접촉하지 않고 산소전달입자를 매개로 하여 반응을 진행시키는 첨단 기술입니다. 본 연구실은 CaSnO3, CoTiO3, MgMnO3, La-Fe 기반 페로브스카이트 등 다양한 금속 산화물 산소전달입자를 합성하고, 이들의 산화·환원 특성, 반응성, 내구성 등을 체계적으로 평가하고 있습니다.
특히, 이산화탄소를 산화제로 활용하는 매체순환 산화탈수소화 공정, 수소 및 올레핀 동시 생산 공정, 바이오매스 및 저급탄의 가스화 등 다양한 응용 분야에 적합한 산소전달입자 개발에 집중하고 있습니다. 실험실 내에서는 열중량 분석기(TGA), 유동층 반응기 등 첨단 장비를 활용하여 산소전달입자의 성능을 정밀하게 측정하고, 반응 메커니즘을 규명하고 있습니다. 또한, 전이금속 도핑, 복합 산화물 합성 등 소재 혁신을 통해 산소전달입자의 효율성과 경제성을 극대화하고 있습니다.
이러한 연구는 온실가스 저감, 청정에너지 생산, 화석연료의 친환경적 활용 등 사회적 요구에 부응하는 기술적 해법을 제시합니다. 국내외 학술대회 및 산학협력 프로젝트를 통해 화학 루핑 공정의 상용화와 실용화에 앞장서고 있으며, 미래 에너지 산업의 패러다임 전환을 선도하고 있습니다.
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A study on the effect of the CO2/steam mixtures and the addition of natural minerals on the reactivity of Adaro coal gasification
손정민, 이루세
INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, 202208
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Effect of torrefaction and fractional condensation on the quality of bio-oil from biomass pyrolysis for fuel applications
Park, Young-Kwon, 손정민, Valizadeh, Soheil, Oh, Daejun, Jae, Jungho, Pyo, Sumin, Jang, Hoyeon, Yim, Hyeonji, Rhee, Gwang Hoon, Khan, Moonis Ali, Jeon, Byong-Hun, Lin, Kun-Yi Andrew, Show, Pau Loke, Park, Young-Kwon
FUEL, 202203
3
The prediction of CO2 emissions in domestic power generation sector between 2020 and 2030 for Korea
이루세, 전북대학교, 손정민, 이시훈
Energy & Environment, 202108
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1. 유연 압전 폴리머와 1차원 강유전체로 구성된 나노복합체와이를 이용한 박막형유연압전체
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2. RNA를 이용한 해충 방제 및 바이러스 억제 기술
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3. 혈관 순응 및 혈전 포획이 우수한 혈전 제거 기술