김도희 연구실은 촉매화학공학 분야에서 세계적인 연구 역량을 보유하고 있으며, 환경·에너지 문제 해결을 위한 첨단 촉매 및 공정 기술 개발에 집중하고 있습니다. 본 연구실은 금속, 금속산화물, 제올라이트 등 다양한 촉매 소재의 합성, 구조 제어, 표면 및 계면 특성 분석을 통해 촉매의 활성, 선택성, 내구성 향상을 목표로 하고 있습니다. 특히, 혁신적인 합성법(기계화학, 화학기상증착, 이온교환, 표면처리 등)을 활용하여 촉매의 미세구조와 활성점 분포를 정밀하게 조절하고, 이를 환경오염물질 저감, 탄소중립 연료 생산, 바이오매스 업그레이딩 등 다양한 반응에 적용하고 있습니다. 연구실의 주요 연구 분야는 자동차 및 산업용 배기가스 내 질소산화물(NOx) 저감, 암모니아 처리, 일산화탄소 및 탄화수소 산화, 바이오매스 및 폐플라스틱 업그레이딩, 수소 생산 등입니다. 예를 들어, 제올라이트 기반 금속 촉매를 활용한 저온 NOx 저감, 암모니아 산화 및 선택적 촉매 환원, 메탄 및 경질 탄화수소의 방향족화, 바이오오일의 수소화탈산소화 등에서 우수한 성능과 내구성을 입증하였으며, 촉매의 비활성화 원인 규명 및 재생 기술, 촉매-담체 상호작용, 수소 스필오버, 산·염기성 조절 등 촉매 반응 메커니즘에 대한 심층 연구도 병행하고 있습니다. 특히, 환경 촉매 분야에서는 선택적 촉매 환원(SCR), 수소 기반 SCR, 암모니아 산화 및 선택적 산화, 저온 NOx 저장(PNA) 등 다양한 시스템을 연구하며, 촉매의 활성점 구조 제어, 수열 내구성 향상, 황 내성 강화, 촉매 재생 등에서 탁월한 성과를 거두고 있습니다. 또한, 바이오매스 및 폐플라스틱의 업그레이딩을 위한 촉매 반응 연구를 통해 친환경 연료 및 고부가가치 화합물 생산 기술을 개발하고 있습니다. 연구실은 실험실 수준의 촉매 개발을 넘어, 실제 산업 공정에 적용 가능한 촉매 및 공정 기술로의 확장에 주력하고 있습니다. 반응기 모델링, 공정 최적화, 촉매 대량합성, 특허 출원 및 기술이전 등 산학협력도 활발히 진행 중이며, 정부·산업체 프로젝트, 국내외 학술대회 발표, 특허 및 논문 출판 등에서 그 우수성을 인정받고 있습니다. 이러한 연구 성과는 친환경 사회 실현과 지속가능한 에너지 전환에 크게 기여하고 있으며, 미래 탄소중립 사회를 위한 핵심 원천기술 확보에 앞장서고 있습니다. 연구실은 앞으로도 촉매화학공학의 기초와 응용을 아우르는 융합 연구를 지속적으로 추진하여, 환경·에너지 분야의 글로벌 리더로 자리매김할 것입니다.