이 연구실은 산업도시와 생활환경에서 발생하는 다양한 대기오염물질을 정밀하게 측정하고, 그 공간적·시간적 변동 특성을 해석하는 연구를 수행한다. 특히 PM2.5, PM10, 중금속, PAHs, VOCs, 알데히드류, 악취 및 기타 유해대기오염물질을 대상으로 산업지역, 주거지역, 도로변, 학교, PC방, 미용실, 작업장 등 여러 미시환경에서의 농도 수준과 노출 양상을 분석해 왔다. 이러한 연구는 단순 농도 파악을 넘어서 지역 특성, 배출원 특성, 계절성, 기상조건과의 상관성을 함께 규명하는 데 초점을 둔다. 연구 방법 측면에서는 대기 시료 채취, 입경별 분포 분석, 화학성분 분석, 오염원 추적, 인체 노출평가 및 위해성 평가가 통합적으로 활용된다. 울산과 부산 등 산업 영향이 큰 지역을 중심으로 축적된 관측자료는 대기질 변화 경향을 이해하고, 교통·산업·생활배출의 상대적 기여도를 파악하는 데 중요한 기반이 된다. 또한 실내공기질과 직업성 노출 연구를 통해 취약계층과 근로자 건강보호를 위한 데이터도 제공하며, 환경 기준 및 관리정책 수립에 활용 가능한 실증자료를 생산한다. 이 연구 주제의 궁극적 의의는 대기오염의 실태를 과학적으로 진단하고, 건강영향을 최소화할 수 있는 관리 전략을 제시하는 데 있다. 산업도시의 복합오염 문제는 대기오염 측정기술, 통계적 해석, 위해성 기반 평가가 함께 작동해야 효과적으로 대응할 수 있기 때문에, 본 연구실의 축적된 분석 역량은 지역 환경정책과 산업 현장 개선에 직접 연결된다. 앞으로는 고해상도 모니터링, 실시간 분석, 노출 기반 예측기술을 접목해 더욱 정교한 대기환경 관리체계를 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

이 연구실의 핵심 연구축 가운데 하나는 가시광 응답형 광촉매와 광전기화학 시스템을 활용하여 환경오염 저감과 에너지 생산을 동시에 달성하는 것이다. 최근 논문과 과제를 보면 graphitic carbon nitride(g-C3N4), TiO2, WO3, BiVO4, Fe2O3 계열 소재를 기반으로 헤테로접합, 도핑, 결함 제어, 다공성 구조 설계 등을 통해 광반응 효율을 높이는 연구가 활발히 수행되고 있다. 이 연구는 유기오염물 분해, 실내공기 정화, CO2 전환, H2 생산, H2O2 생산, 수분해용 광전극 개발까지 폭넓게 확장되고 있다. 세부적으로는 Z-scheme 구조, host-guest heterojunction, inverse opal 구조, 산화물-질화물 복합체, 코어-쉘 광전극과 같은 고도화된 재료 설계 전략이 사용된다. 이를 통해 광흡수 범위를 가시광 영역까지 넓히고, 전자-정공 재결합을 줄이며, 표면 반응성과 전하 이동을 향상시키는 것이 연구의 핵심이다. 실제로 벤젠과 염료류 등의 오염물 제거, 동시 오염물 분해, 광전기화학적 water splitting, 산소발생반응 개선 등 환경과 에너지 문제를 동시에 겨냥한 응용 성과가 다수 확인된다. 이 연구 분야는 탄소중립과 재생에너지 전환이라는 시대적 요구와 직접 맞닿아 있다. 단순한 오염 저감형 촉매를 넘어, 온실가스를 태양연료로 바꾸고 외부 바이어스 없이 그린수소를 생산하는 시스템으로 발전시키려는 점이 특징이다. 앞으로는 실험실 수준의 고활성 소재 개발을 넘어 모듈화, 장치화, 장기 안정성 확보, 대면적화가 중요해질 것이며, 본 연구실은 환경공학과 재료·에너지 기술을 연결하는 융합형 연구 거점으로서 경쟁력을 갖고 있다.

이 연구실은 휘발성유기화합물(VOCs)과 악취, 유해가스 등 기체상 오염물질의 제거를 위한 공정기술 개발에도 강점을 보인다. 대표적으로 벤젠, 톨루엔 등 유기오염물질을 대상으로 흡착과 광촉매 산화를 결합한 복합 제거기술을 연구해 왔으며, 최근에는 50CMM급 모듈형 이동식 VOCs 처리 시스템 개발 과제를 통해 현장 적용형 기술로 확대하고 있다. 이는 정적인 실험실 기반 처리기술을 넘어 산업현장, 사고현장, 임시 배출원 등 다양한 환경에서 유연하게 대응할 수 있는 실용 기술을 지향한다. 연구 방법은 흡착제 설계, 금속 도핑 촉매, 폴리우레탄 또는 섬유 지지체 기반 복합소재 제작, 가시광 조사 조건 최적화, 상대습도와 공기 중 에어로졸 조건 검토 등 실제 운전환경을 반영하는 방향으로 구성된다. 또한 수처리 및 고형폐기물 분야에서는 제올라이트, 바이오차, 나노흡착제 등을 이용한 중금속 제거, 폐플라스틱 분리, ASR 및 화학사고 후 폐기물의 분류·2차 처리기술 연구도 함께 수행하고 있다. 관련 특허에서 확인되듯이 화학사고 이후 발생하는 폐기물의 환경부하를 줄이기 위한 시스템적 접근도 중요한 연구 주제로 자리 잡고 있다. 이 연구는 대기오염 제어와 자원순환, 환경안전 대응을 하나의 흐름으로 연결한다는 점에서 의미가 크다. 산업화가 고도화될수록 VOCs 관리, 사고대응 폐기물 처리, 유해물질 저감기술의 현장성은 더욱 중요해지며, 이동형·모듈형 장비와 맞춤형 처리 프로세스에 대한 수요도 커지고 있다. 본 연구실의 연구 성과는 산업 배출 저감, 작업환경 개선, 화학사고 대응, 자원 재활용 및 환경 규제 대응에 실질적인 해법을 제공할 수 있다.