이산화탄소의 대기 중 농도 증가는 지구 온난화와 기후 변화의 주요 원인으로 지목되고 있습니다. 이에 따라 전 세계적으로 이산화탄소 저감을 위한 다양한 기술 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 본 연구실은 전기화학적 방법을 활용한 이산화탄소 포집 및 활용 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 대기, 배기가스, 해수 등 다양한 소스에서 이산화탄소를 효과적으로 포집하기 위한 전기화학적 시스템을 설계하고, 이를 통해 포집된 이산화탄소를 유용한 화학물질로 전환하는 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 본 연구실에서는 전기화학적 환원 반응을 이용하여 포집된 이산화탄소를 직접적으로 처리하는 기술을 개발하고 있습니다. 이를 통해 에너지 효율성과 선택성을 높이고, 기존의 이산화탄소 포집 및 활용 공정에서 발생하는 에너지적 한계를 극복하고자 합니다. 또한, 해수에서의 이산화탄소 제거를 위한 염화물 매개 전기화학 시스템 등 혁신적인 접근법을 도입하여, 실질적인 탄소 중립 실현에 기여하고 있습니다. 이러한 연구는 국제적으로도 높은 평가를 받고 있으며, IUPAC에서 선정한 2023년 10대 유망 화학 기술에 포함되는 등 그 우수성이 입증되었습니다. 앞으로도 본 연구실은 전기화학 기반의 이산화탄소 포집 및 활용 기술을 지속적으로 고도화하여, 기후 변화 대응과 지속 가능한 미래 사회 구현에 앞장설 것입니다.

현대 사회에서 리튬, 마그네슘 등 금속 자원의 수요가 급증함에 따라, 폐배터리 및 해수, 염수 등 다양한 자원으로부터 금속을 효율적으로 회수하는 기술의 중요성이 커지고 있습니다. 본 연구실은 전기화학적 분리 및 추출 기술을 활용하여, 폐배터리에서 리튬, 코발트 등 유가 금속을 친환경적으로 회수하는 방법을 개발하고 있습니다. 이를 통해 자원 순환과 환경 보호를 동시에 달성할 수 있는 지속 가능한 공정의 실현을 목표로 하고 있습니다. 특히, 전기화학적 이온 선택성 분리 기술을 적용하여, 다양한 이온이 혼합된 복잡한 용액에서도 목표 금속 이온만을 선택적으로 추출하는 시스템을 연구하고 있습니다. 예를 들어, 람다-MnO2 전극을 이용한 마그네슘 선택적 회수, 전기화학적 리튬 회수 시스템 등은 실제 산업 현장에 적용 가능한 수준의 성능과 안정성을 확보하고 있습니다. 또한, 이러한 기술은 배터리 재활용, 해수 탈염, 산업 폐수 처리 등 다양한 분야에 응용될 수 있습니다. 본 연구실의 자원 회수 연구는 국내외 학계 및 산업계에서 높은 관심을 받고 있으며, 관련 특허와 논문, 산학협력 과제를 통해 그 성과를 인정받고 있습니다. 앞으로도 전기화학 기반의 자원 회수 및 금속 추출 기술을 지속적으로 발전시켜, 자원 고갈과 환경 오염 문제 해결에 기여할 것입니다.

지속 가능한 도시 시스템 구축을 위해서는 물의 재이용과 함께, 사용된 물로부터 유용한 자원을 회수하는 기술이 필수적입니다. 본 연구실은 전기화학적 이온 흡착 및 탈착 기술을 기반으로, 수중의 이온성 오염물과 염분을 효과적으로 제거하는 탈염 시스템을 개발하고 있습니다. 이를 통해 해수 및 폐수의 재이용을 촉진하고, 물 부족 문제 해결에 기여하고자 합니다. 또한, 질소, 인 등 영양염류를 선택적으로 분리·회수할 수 있는 전극 및 시스템을 연구하고 있습니다. 이러한 기술은 수질 오염 방지와 동시에, 비료 등으로 재활용 가능한 자원을 확보할 수 있다는 점에서 환경적·경제적 가치가 매우 높습니다. 본 연구실은 고안정성 전극 소재 개발, 전기화학적 이온 분리 공정 최적화 등 다양한 연구를 통해 탈염 및 영양염 회수 기술의 실용화를 추진하고 있습니다. 이와 같은 연구는 국내외 주요 학술지 및 특허로 발표되고 있으며, 실제 산업 현장 적용을 위한 파일럿 스케일 실증 연구도 활발히 진행 중입니다. 앞으로도 본 연구실은 전기화학 기반의 혁신적 수처리 및 자원 회수 기술을 선도하여, 지속 가능한 물 관리와 환경 보전에 앞장설 것입니다.