CO2 활용 및 전환 기술은 온실가스 감축과 에너지 효율 향상을 동시에 달성할 수 있는 차세대 에너지 시스템의 핵심 분야입니다. 본 연구실에서는 전기화학적 CO2 환원을 통한 수소 생산, 액상 CO2를 이용한 석탄 건조 및 연소, 그리고 CO2-O2 혼합물의 초임계 거동 등 다양한 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 기존의 화석연료 기반 발전 시스템에서 발생하는 이산화탄소를 자원으로 전환하여, 환경 문제를 해결함과 동시에 새로운 에너지원을 창출하는 데 중점을 두고 있습니다. 특히, 전기화학적 CO2 환원 기술은 수소와 같은 청정 에너지의 생산과 직결되며, 이를 위해 다양한 촉매 개발, 반응 조건 최적화, 시스템 설계 등 다각도의 연구가 이루어지고 있습니다. 또한, 액상 CO2를 활용한 석탄 건조 및 연소 공정은 석탄의 수분 함량을 효과적으로 줄여 연소 효율을 높이고, 연소 과정에서의 배출가스 저감에도 기여합니다. 초임계 CO2-O2 혼합물의 거동 연구는 고압 환경에서의 연소 및 열전달 특성을 규명하여, 차세대 발전 시스템의 설계와 운전에 중요한 기초 자료를 제공합니다. 이러한 CO2 활용 및 전환 기술은 에너지 산업의 지속가능성과 친환경성 확보에 필수적입니다. 본 연구실은 실험, 이론 해석, 수치 시뮬레이션을 통합적으로 활용하여, 실용적이고 혁신적인 CO2 전환 솔루션을 개발하고 있습니다. 앞으로도 탄소중립 사회 실현을 위한 핵심 원천기술 확보에 앞장설 것입니다.

고체 연료와 전해질, CO2 혼합물의 특성화 연구는 차세대 에너지 시스템의 성능 향상과 효율적인 연료 활용을 위한 기반 기술입니다. 본 연구실에서는 전 세계적으로 풍부하게 존재하는 고체 연료(특히 석탄 및 바이오매스)의 물리적, 화학적 특성 분석과 이들이 전해질 및 CO2와 혼합될 때 나타나는 열적, 전기화학적 성능 변화를 심층적으로 연구하고 있습니다. 이를 위해 이론적 해석, 실험, 그리고 수치 시뮬레이션을 광범위하게 활용하고 있습니다. 고체 연료의 특성화는 연소 및 가스화 과정에서의 반응성, 휘발분 방출, 수분 제거, 타르 및 수트 발생 등 다양한 변수에 대한 이해를 바탕으로 이루어집니다. 특히, CO2와의 혼합은 연소 효율과 배출가스 특성에 큰 영향을 미치므로, 혼합비, 온도, 압력 등 다양한 조건에서의 실험적 데이터와 시뮬레이션 결과를 종합적으로 분석합니다. 또한, 전해질과의 혼합은 연료전지 시스템 등에서의 전기화학적 성능을 결정짓는 중요한 요소로, 전해질의 점도, 열적 안정성, 기포 거동 등도 함께 연구되고 있습니다. 이러한 연구는 에너지 시스템의 설계 및 운전 최적화, 신재생 에너지와의 융합, 그리고 환경 친화적 에너지 생산에 직접적으로 기여합니다. 본 연구실은 고체 연료 및 혼합물의 특성화 연구를 통해, 미래 에너지 산업의 다양한 요구에 부응할 수 있는 혁신적이고 실용적인 기술 개발에 앞장서고 있습니다.