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한빛원전의 시공 불량 문제를 해결하기 위한 시뮬레이션 개발
후쿠시마 사고 이후 원전 안전 및 관리에 대한 관심이 집중되고 있다. 한국에서는 2017년 6월경 한빛원전의 원자로 격납건물의 콘크리트 벽 속에서 대규모 공극이 발견되었다. 원자로 격납건물은 원전 사고 발생 시 방사능 유출을 막아주는 최후의 보루이기 때문에, 이러한 콘크리트 공극으로 인한 원전의 안전상 우려가 큰 상황이다.
국내 연구진들은 원자로 격납건물 시공시 콘크리트 다짐 및 채움 불량으로 인하여 격납로 내 콘크리트에 공극이 발생한 것으로 추정하고 있다. 원자로 격납건물은 일반 콘크리트 구조물과 달리 매우 높은 밀도의 철근 보강이 필요하기 때문에, 콘크리트 타설 시 진동 다짐기가 진입하지 못하는 구역이 존재할 가능성이 높아서 콘크리트 공동에 대한 위험성이 높다. 하지만 돔 형태의 벽체 내부를 감싼 6 mm 두께의 철판(콘크리트 라이너 플레이트, CLP)이 영구 거푸집으로 활용되기 때문에 내부 공동에 대한 육안 검사가 불가능하다는 점에서 공극 발생 여부의 발견에 대한 어려움이 있다.
우리 대학 건설및환경공학과 김재홍 교수 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위하여 콘크리트의 유동성과 다짐 불량으로 인해 발생하는 공동을 억제할 수 있는 시공 시뮬레이션 기법을 개발했다.
연구팀에서 제안한 콘크리트 유동 시뮬레이션 기법은 콘크리트의 레올로지와 진동다짐의 영향 반경을 고려하여 콘크리트 공동 발생 예상 부위를 예측하는 기술이다. 연구팀은 이번 연구를 통해 콘크리트 진동다짐의 영향 반경(감쇠계수)을 직접 측정하여 굳지 않은 콘크리트 내부의 진동 에너지 밀도 분포를 제시했다. 이어서, 진동 에너지에 따른 콘크리트의 Vibrorheology를 정량적으로 측정하여, 굳지 않은 콘크리트의 항복응력 감소를 정량적으로 모델링하여 시공 시뮬레이션을 가능하게 하였다.
새로 제안된 시공 시뮬레이션 기법은 기존 콘크리트 유동해석으로는 고려할 수 없었던 격납건물 내부 보강재의 형상과 크기, 콘크리트 레올로지, 그리고 진동다짐의 진폭과 진동수까지 고려하여 콘크리트의 채움성을 평가할 수 있게 되었다. 연구팀은 향후 보강 연구를 진행해 3D 프린팅 콘크리트의 레올로지 제어, 프리캐스트 콘크리트의 품질 관리 등에도 해당 기술을 활용할 계획이다.
이번 연구는 한국수력원자력(주)와 한국연구재단의 과학기술분야 기초연구사업의 지원으로 수행되었으며, 건설공학 분야에서 권위 있는 학술지인 ACI Materials Journal, Cement and Concrete Research 등에 출판되었다.
(논문명: (1) Quantitative evaluation of energy transfer of a concrete vibrator. (2) Flow simulation of fresh concrete accounting for vibrating compaction.)
2023.10.24 조회수 1339 -
강석태 교수, 제24대 대한환경공학회 회장 선출
우리 대학 건설및환경공학과 강석태 교수가 지난달 21일 제24대 대한환경공학회(KSEE, Korean Society of Environmental Engineering) 회장에 선출됐다.
1978년 설립된 대한환경공학회는 회원수가 11,000여 명에 이르는 국내 최대의 환경관련 학술단체로, 환경공학 분야의 기술 개발, 정책 제안, 산업 활성화, 국제교류 및 교육 등을 통해 활발하게 활동하고 있다.
신임회장에 선출된 강석태 교수는 우리 대학 건설 및 환경공학과에서 학사, 석사, 박사를 마친 후, 미국 예일대 환경공학과 박사 후 연구원, 캐나다 앨버타대 건설 및 환경공학과 조교수, 경희대 사회기반시스템공학과 부교수를 거쳐 2015년부터 우리 대학건설 및 환경공학과에 부임했다.
강 교수는 "학회 역사상 두 번째로 젊은 회장을 맡게 된 만큼 기후변화와 탄소중립으로 점차 복잡해져 가는 다양한 환경문제를 해결할 수 있는 젊은 연구자 네트워크를 구성하고 환경공학 기술의 새로운 바람을 일으키는 학회로 거듭나는데 일조하는 회장이 되겠다"라고 포부를 밝혔다.강석태 교수의 임기는 2024년 1월 1일부터 2년이다.
2023.10.05 조회수 942 -
2023 ‘Next Generation City Action’ 국제경진대회 참가 및 수상
국제건축사연맹(International Union of Architects, UIA)와 덴마크 공대(DTU Skylab)가 공동 주관하는 2023 Next Generation City Action 국제경진대회에 지난 7월 “KAIST Surplus Hub팀”이 한국 대표로 참가, National Winner 및 Best Collaboration 상을 수상했다.
건설및환경공학과 김영철 교수의 지도로 이제형(전산학부), 서동은(건설환경), Artem Vasilev(건설환경) 3명의 학생이 팀을 이루어 참여한 금번 대회는 “지속가능한 환경 및 도시”를 주제로 각국 학생들이 개발한 기술과 솔루션을 해외 저명 전문가들 앞에서 발표(Pitch)하고 조언을 듣는 자리를 겸하고 있다.
학생들은 6월 한달 동안 “Behavioural Change for Water Justice”라는 주제 아래 어떠한 방식으로 물 소비를 줄임과 동시에 안전문제를 향상시킬 수 있을지에 대해 고민하는 시간을 통해 “Vibration-based toilet leakage detection system (진동 감지를 통한 변기 누수 탐지 센서)” 기술을 개발, 발표하였다.
전세계적으로 누수로 낭비되고 있는 물의 양 중 가장 큰 비중을 차지하는 변기 누수의 경우 평소 사용자가 쉽게 발견하기 어려운 관계로 이를 해결하기 위한 누수 탐지기 모델을 개발하는 것이 KAIST 팀의 목표이자 과제였다.
변기 파이프 내부에 흐르는 물을 탐지하는 방법이 매우 까다롭고 고가의 장비라는 단점을 지닌 기존의 누수 탐지기와 달리 “진동을 감지할 수 있는 IMU 센서”를 통해 변기 파이프에 간단히 부착하는 방식으로 누수를 탐지하는 장치를 개발, 가정집 혹은 건물 관리자에게 판매함으로써 획기적인 물절약 효과를 가져올 뿐만 아니라 향후 Startup 비즈니스 모델로 성장시키는 프로젝트를 진행하였다.
KAIST 팀의 아이디어와 접근방식은 평가위원단의 호평을 받으며 앞서 언급된 두 가지 상을 동시에 수상함으로써 다시 한번 KAIST 구성원들의 우수성 및 잠재력을 관련 전문가들에게 각인시키는 기회가 되었으며, 본 기술을 활용하기 위한 창업기업들의 관심도가 높아질 것으로 기대되고 있다.
2023.08.29 조회수 911 -
주진현 교수 연구팀, ASCE EMI 2023 학술대회 논문경진대회 1위
우리 대학 건설및환경공학과 주진현 교수 연구실의 자오이동(Yidong Zhao) 박사과정 학생이 미국토목학회(ASCE) 공학역학협회(EMI) 2023 학술대회의 학생 논문 경진대회 다공역학(Poromechanics) 분야에서 1위에 올랐다.
6월 6일부터 6월 9일까지 미국 조지아 공과대학교(Georgia Tech)에서 개최된 이번 ASCE EMI 학술대회는 매년 약 1,000여 명이 참여하는 공학 역학 분야의 가장 권위 있는 국제학술대회 중 하나다. 공학역학의 분야별로 개최되는 학생논문 경진대회는 제출된 사전 논문 심사를 통해 결선 후보 5명을 선정한 뒤 학술대회 중 발표심사를 통해 최종 수상자를 선정한다.건설및환경공학과 지반역학연구실(지도교수 주진현)의 자오이동 박사과정 학생은 '재료점법의 체적 잠금 해결을 위한 새로운 추정변형구배법(A New Assumed Deformation Gradient Approach to Circumvent Volumetric Locking in Explicit Material Point Methods)' 논문을 발표했다.
재료점법(MPM)은 산사태나 홍수 눈이 흩날리는 등 물체가 복잡하고 크게 변형되는 현상을 시뮬레이션하기 위한 전산기법이다. 자연재해 분석 및 예측과 같은 재난관리 분야부터, 영화 ‘겨울왕국’에서의 눈 애니메이션 같은 컴퓨터 그래픽스 분야까지 다양한 분야에 사용되고 있다.
다만 재료점법을 물, 점토 등과 같은 비압축성 재료에 적용할 경우 변형이 정확히 모사되지 않는 체적 잠김(volumetric locking) 문제가 발생한다. 자오이동 학생은 기존의 방법에 비해 훨씬 간편하면서도 범용적으로 체적 잠김을 해결할 수 있는 획기적인 방법을 제시해 방법의 독창성과 우수성을 인정받아 1위에 올랐다. 자오이동 학생은 "세계 선도대학들의 우수한 학생들과의 경진대회에 참가해 학문적 성과를 교류하고 KAIST의 연구경쟁력을 국제적으로 입증할 수 있는 뜻깊은 경험이었다"라고 밝혔다. 이어, "교수님의 열정적인 지도에 항상 감사드리고 제안한 기술을 더욱 발전시키고 활용하여 산사태, 홍수 등 자연재해로부터 더욱 안전한 사회를 구축하는 데 기여하고 싶다"라고 덧붙였다.ﾠ
2023.07.06 조회수 1345 -
건설및환경공학과 학생들, ULI 하인즈 도시설계 학생공모전 2위
우리 대학 건설및환경공학과 재학생들 세계적 부동산 협회인 ULI(Urban Land Institute)와 부동산 투자·개발사인 하인즈(Hines)사가 공동 주최하는 도시설계 학생 공모전에서 2위를 차지했다.
이 경진대회는 대학(원)생들이 팀을 이뤄 실존하는 대도시를 모델로 개발 프로젝트를 구상하는 대회다. 더 나은 지역 사회 건설을 위한 도시개발 및 도시재생을 목표로 부동산·도시개발과 관련된 모든 지식을 응용해 팀별로 기량을 겨루는 방식으로 진행된다. 우리 대학에서는 조나 레미지오(Jonah Remigio), 노소정, 에스테파니아 로드리게즈(Estefania Rodriguez), 강지현 석사과정 학생과 아얀투 테쇼메(Ayantu Teshome) 학부생으로 구성된 팀(지도교수 한동훈·김영철)이 참여했다.
수상팀은 싱가포르 내의 빅 데이터를 분석해 주롱(Jurong) 지역 삶의 질, 경제발전에 도움이 될 수 있는 전략을 도출했으며, 이를 바탕으로 의료혁신 및 지속 가능한 기술이 통합된 복합용도의 부동산 사업 계획을 제시했다. 또한, 주롱강의 특성을 잘 활용한 워터 프론트 개발 아이디어로 도시 한 가운데에서 즐길 수 있는 자연경관을 품은 거주 공간을 디자인해 높은 평가를 받았다.이 공모전은 2003년 1회 대회가 열린 이후 지금까지 하버드 대학교, 뉴욕 대학교, 토론토 대학교, 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스, 런던 경영대학원 등 미주지역과 유럽지역의 대학(원)생 1만715명, 2,143개 팀이 공모전에 참가했으며, 아시아태평양지역 학생들을 대상으로 열리는 대회는 지난해 출범해 올해 처음으로 수상자를 배출했다.
2023.06.26 조회수 1458 -
양용수 물리학과 교수, 권태혁 건설및환경공학과 교수 제56회 과학의날 기념 과기부 장관표창 수상
제56회 과학의 날을 맞아 우리 대학 양용수 물리학과 교수, 권태혁 건설및환경공학과 교수가 과학기술정통부 장관 표창 대상자로 선정됐다.
양용수 물리학과 교수는 2차원에 머무르던 투과전자현미경 기술을 3차원으로 확장시켜 3차원적 물질 내부를 단일 원자 단위로 볼 수 있는 기술을 최초 개발했다. 이 기술을 통해 3차원과 시간이 결합된 4차원에서의 원자들의 위치와 움직임도 눈으로 직접 볼 수 있다.
또한, 양 교수는 준안정상태 물질 즉, 다이아몬드와 같은 특수 환경에서만 생성이 가능한 신물질의 생성 과정 및 이를 인위적으로 생성하는 방법 또한 최초로 규명한 공로를 인정받았다.
권태혁 건설및환경공학과 교수는 미생물을 이용한 친환경 지반개량기술, 이산화탄소 지중저장 및 재이용 기술 등을 개발해 지속가능한 저탄소사회로의 전환을 선도한 공로를 인정받았다.
또한, 산사태 재해를 예측하는 기술을 개발하였으며 실제 지방자치단체 재난 예보 시스템에 이를 적용하였다. 이에, 기후변화와 자연재해에 강하고 뛰어난 회복력을 지닌 도시를 구축하는 데에 크게 기여했다.
두 교수는 “선정 연구들은 혼자 수행한 것이 아닌 수많은 학생, 연구원, 동료의 합심으로 만들어낸 성과라고 할 수 있다. 앞으로도 새로운 연구로 대한민국 기술 발전에 이바지할 것”이라고 소감을 전했다.
2023.04.21 조회수 2131 -
건설및환경공학과, 인공 물나무 연구단 개소
우리 대학 건설및환경공학과 강석태 교수 가 주도하는 '인공 물나무 연구단'이 지난달 18일 개소식 및 현판식을 개최했다. 한국과학기술한림원에서 제안하고 연구재단에서 지원하는 '2022년 국가 과학난제도전 융합연구개발사업의 과학난제 도전형 연구사업(STEAM)'에 우리 대학 최초로 선정되어 개소했다.나무가 물을 수송하는 방식을 공학적으로 모사하고 이를 바탕으로 음용 가능한 수준의 물을 생산할 수 있는 '인공 물나무'를 공학적으로 디자인해 실증하는 과제다. 건설및환경공학과 강석태 교수가 연구단을 이끌며, 유지환 건설및환경공학과 교수, 남택진 산업디자인학과 교수, 김인수 GIST 지구환경공학부 교수가 참여해 향후 6년 동안 관련 연구를 수행할 예정이다.
11월 18일 열린 개소식에는 과학난제도전협력지원단 성창모 단장, 이상엽 KAIST 연구부총장, 홍정욱 KAIST 재난과학기술연구소 소장, 인공 물나무 연구단의 공동 연구자인 GIST 김인수 교수, 남택진 KAIST 산업디자인학과 교수, 자문위원인 이정현 고려대학교 화공생명공학과 교수가 참석했다.강석태 연구단장은 "이번 연구는 태양열 등의 신재생 에너지만을 사용하는 인공 물나무를 실증하는 연구"라고 설명하며, "기후 변화로 점차 늘어나고 있는 극한 기후 지역에서 안전하고 깨끗한 물을 공급하는 것은 물론 인류의 지속 가능한 생존 및 발전에 이바지할 수 있는 연구를 위해 매진하겠다"라고 포부를 밝혔다.
2022.12.05 조회수 3099 -
Cultivating Empathy Through Design 국제전시회 개최
우리 대학 건설및환경공학과가 KAIST-KT 공동연구센터에서 〈Cultivating Empathy Through Design＞ 국제전시회를 개최 중이다.
우리 대학 건설및환경공학과와 미국 조지아텍 건축학부 14명의 학생들이 공동으로 참여했으며, 사회 취약계층을 도울 수 있는 건축 및 도시 환경을 디자인한 프로젝트의 작품들이 전시되었다. 미디어아트 1점, 설치 16점, 이미지 31점 등 총 48점의 전시 작품에는 초고령사회에서 고령자와 아이는 물론 모두를 위한 환경이 어떻게 디자인되어야 하는가에 대한 고민과 아이디어들이 담겨있다.
예술감독(Artistic Director)으로 참여한 임리사 교수 연구실(Health Design Lab)의 백대화 박사과정 학생은 "KAIST와 조지아텍에는 다양한 문화적·학문적 배경을 가진 여러 국적의 학생들이 재학 중이다"라며, "서로 다른 지역에서 살아온 학생들이 보여준 시선의 차이 덕분에 건축과 도시 환경이 초고령사회를 살아가는 다양한 세대의 삶을 어떻게 향상할 수 있는지를 풍부하게 고찰할 수 있었다"라고 설명했다.
이번 전시는 우리 대학 인공지능연구원과 건설및환경공학과가 후원했으며, 이달 14일 시작된 전시는 KAIST-KT 공동연구센터(KT대덕2연구센터 4동 4층)에서 다음 달 2일까지 진행되며, 오프라인은 물론 3D 전시를 제공해 전 세계 어디에서나 온라인으로도 관람할 수 있다.
전시를 총괄한 임리사 교수는 "이번 전시를 통해 디자인이 사람들을 도울 수 있다는 사실을 널리 알려 향후 보다 많은 사람을 위해 좋은 건축도시환경을 조성하는 계기가 될 수 있길 바란다"라고 전했다. ▶ 3D 전시 사이트 바로가기: https://my.matterport.com/show/?m=ysYAM54nsQk
▶ 전시 상세 정보 바로가기: https://www.healthdesign.kaist.ac.kr/post/exhibition-cultivating-empathy-through-design
▶ 문의: 건설및환경공학과 임리사 교수(lisalim@kaist.ac.kr) / 백대화 박사과정(aboutbaek@kaist.ac.kr)
2022.11.21 조회수 2333 -
건설및환경공학과 3팀, 2022 EDISON 도시환경 SW 활용 경진대회 수상
우리 대학 건설및환경공학과 블리자드&올라프 외 2팀이 2022 EIDSON 도시환경 SW 활용 경진대회에서 각각 대상, 특별상, 장려상을 수상했다.
EIDSON 도시환경 SW 활용 경진대회는 계산과학공학 SW 웹 플랫폼인 EDISON(https://www.edison.re.kr/)의 소프트웨어를 활용하여 대학(원)생들의 도시환경 분야에 대한 연구 활동을 촉진 시키고 관련된 인재를 양성하기 위한 경진대회이다.
EIDSON SW 활용 경진대회는 지난 2012년부터 도시 환경 뿐만 아니라 다양한 분야에 걸쳐서 개최되고 있으며, 올해 2022년 대회에서는 과학기술정보통신부 장관상, 한국연구재단 이사장상을 비롯한 7개의 상을 우수 논문을 작성한 팀에게 수여했다.
우리 대학 건설및환경공학과 블리자드&올라프 팀의 노소정, 이하경 학생은 EDISON 앱의 Building Generator 기능을 활용한 서울시 젠트리피케이션 후보지 추천 시스템 구축 연구로 성과를 인정받아 대상을 수상하였다. 박철옹 팀의 박철웅, 오민석 학생은 EDISON 앱을 활용한 도시 네트워크 분석 결과를 이용한 마이크로 모빌리티의 이동량 예측 연구로 그 학업적 기여를 인정받아 선정되었다. 에.대.슨. 팀의 이소정, 최준용 학생은 EDISON Network Extractor 앱과 SUMO 시뮬레이터를 활용하여 자율주행 자동차의 주행 환경에 따른 교통 시뮬레이션 결과 비교 연구로 장려상을 수상하였다.
노소정, 이하경 학생은 서울시의 비상업지역이 상업화되는 젠트리피케이션 현상에 주목하여 서울시의 비상업지역 골목상권 중 추후 발달상권으로의 위계 상승이 예상되고, 상업화에 따른 부동산 개발 수익이 기대되는 투자지 후보 상권을 도출하고자 하였다. 서울시 발달상권 중 용도지역이 비상업지역이면서 상권 특성 및 토지이용에서 대표성을 띠는 상권들을 벤치마크로 설정하였다. 이들의 상권 특성 변수 데이터를 구축한 뒤 서울시 전체 골목상권들과 Collaborative Filtering 유사도 분석을 진행하여 벤치마크의 발달상권과 유사한 골목상권들을 도출하였다. EDISON 앱의 Building Generator 기능을 활용하여 상권의 토지이용에서 개발할 수 있는 건축 연면적과 실제 상권의 총건축물 연면적을 비교, 신규로 개발 가능한 유휴 개발 면적을 산출하여 투자 후보 상권들을 선정하였다. 해당 상권의 매출 추이 및 현황을 검토를 통해 연구 분석 결과가 유의미함을 확인하였다. 본 연구는 상업 부동산 투자자뿐만 아니라 창업자의 상권 입지 분석이나 도시재생계획을 수립하는 지자체 및 공공기관 등 다양한 이해관계자들에게 상권의 변화와 성장을 예측할 수 있는 모델로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
박철웅, 오민석 학생은 도시 네트워크 분석을 활용하여 도시 공간 내의 마이크로 모빌리티 이동량을 예측하는 프레임워크를 제시하였다. 전동킥보드의 사용자 이용 행태를 통해 도시 공간 내에 마이크로 모빌리티의 수요가 높게 나타날 수 있는 공간적 특성 (대중교통, 대학교 등) 을 규정하였고, 이러한 도시 공간적 특성을 중심으로 중심성이 높아 이동량이 많을 것으로 예상되는 도로를 EDISON 네트워크 분석 앱을 통해 도출하여 마이크로 모빌리티 이동량 예측을 가능하게 하였다. 이에 더 나아가 예측된 결과와 도시 공간의 물리, 환경적 특성을 고려하여 보다 안전한 마이크로 모빌리티 운행을 위한 도시 서비스 및 인프라를 제시하였다. 본 연구는 급증하는 마이크로 모빌리티의 도시 공간 기반에 기반한 수요 예측과 안전한 운행 인프라를 구축하는 데에 기여할 것으로 기대된다.
이소정, 최준용 학생은 도로의 형태와 용량에 따라 자율주행 자동차의 효용이 달라질 것이라는 가설을 세우고, 이를 검증하는 연구를 수행하였다. 도로의 형태를 기준으로 각각 도심과 교외의 특징을 가진 지역을 평가 및 선별하고, 선별된 지역에 자율주행 정책 별로 교통량을 발생시켜 주행 행태를 시뮬레이션하였다. 이 발표는 EDISON 앱과 오픈소스 시뮬레이터의 연계 활용으로 기대를 받았으며, 자율주행 자동차의 상용화를 위한 도시 공간 연구로도 주목을 받았다. 연구진은 보다 광범위하고 다양한 도시를 대상으로 시뮬레이션이 추가로 수행된다면, 우리나라의 도로 형태를 고려한 주행 정책의 발전에도 도움이 될 것이라 기대했다.
KAIST 스마트시티연구센터 센터장 김영철 교수는 스마트도시를 구현하는데 중요한 핵심 기술인 데이터기반 도시 분석 및 설계 연구를 KAIST 도시설계연구실에서 지속한 결과로 이와 같은 수상을 할 수 있었다고 설명하였다. 특히 EDISON의 도시환경 SW 웹플렛폼은 도시 환경 분야의 데이터를 취득하고 분석하는 다양한 온라인 앱을 제공하여 도시 분석 연구에 활용할 수 있다고 한다. 앞으로 스마트시티 분야를 이끌어갈 미래의 우수한 인재들이 더 많은 데이터 기반 도시 연구에 참여하길 기대한다고 소감을 밝혔다.
2022.10.14 조회수 3417 -
건설및환경공학과 명재욱 교수, 2022 APEC 혁신연구교육과학상 한국대표 선발
우리 대학 건설및환경학과 명재욱 교수가 '2022 ASPIRE(APEC 혁신연구교육과학상)' 대한민국 대표로 최종 선발됐다.
APEC 혁신연구교육과학상은 PPSTI(과학기술혁신정책파트너십)에서 아시아태평양경제협력체(이하 APEC) 회원국 간 과학계 협력을 증진하고 연구의 우수성을 드높인 젊은 과학자들의 업적을 기리기 위해 2011년부터 매년 과학 주제를 선정, 해당 분야에서 탁월한 성과를 낸 과학자에게 수여하는 상이다. 최종 수상자는 7월 APEC 회원국 투표로 선정된다.
만 40세 이하의 APEC 회원국 연구자로서 실적이 우수하며, 타 APEC 국가들과의 협력 활동이 활발한 연구자들이 참가 대상인 ASPIRE의 올해 주제는 '경제적·사회적·환경적 목표를 달성하기 위한 혁신'(Innovation to Achieve Economic, Environmental, and Social Goals)이다.
건설및환경공학과 명재욱 교수는 미생물과 환경화학공학 분야를 접목해, 플라스틱 폐기물, 지구온난화 등 인류가 직면한 중요한 환경·사회문제에 대한 해법을 찾는 연구를 진행하고 있다.
대표로 선정된 명재욱 교수는 “한국 대표로 선발되어 기쁘고 영광이며, 앞으로 플라스틱 소재의 생합성 및 생분해 원리를 밝히는 기초연구에 매진할 것이다”라고 소감을 밝혔다.
2022.06.10 조회수 3469 -
유지환 교수, IEEE 로보틱스 및 자동화 학술회 특훈강연교수 프로그램 위원장 선임
우리 대학 건설및환경공학과 유지환 교수가 로봇분야 세계 최고권위의 국제전기전자공학회(IEEE) 로보틱스 및 자동화 학술회(Robotics and Automation Society)에서 운영하는 특훈강연교수(Distinguished Lecturers) 프로그램 전체총괄을 담당하는 위원장(chair)에 선임됐다.
국제전기전자공학회 로보틱스 및 자동화 학술회의 특훈강연교수 프로그램은 로봇분야 우수강의 및 교육콘텐츠를 접할 기회가 없는 개발도상국가 학생들을 대상으로 로봇분야 강의 및 특강 서비스를 제공할 목적으로 국제전기전자공학회 로보틱스 및 자동화 학술회 산하의 기술분과(Technical Committees) 중심으로 운영되는 프로그램으로서, 전체 21개의 기술분과에서 약 63명의 세계적으로 저명한 석학들로 구성 된 특훈강연교수들이 활동하고 있다. 이번에 특훈강연교수 프로그램의 위원장을 맡게 된 유지환 교수는 신규 특훈강연교수의 발굴 및 승인에서부터 전체 프로그램의 운영에 이르기까지의 역할을 담당하게 된다.
2022.03.24 조회수 4134 -
일산화질소로부터 암모니아 생산하는 고효율 전기화학 기술 개발
발전소, 산업 시설 등에서 배출되는 배기가스 내 주요 대기오염 물질인 일산화질소(NO)로부터 암모니아를 생산하는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 대기 중에서 초미세먼지를 유발하는 골칫거리인 일산화질소를 사용해 최근 수소 저장체로 주목받는 암모니아를 생산한 것이다.
우리 대학 건설및환경공학과 한종인 교수 연구팀이 UNIST(총장 이용훈) 에너지화학공학과 권영국 교수팀, 한국화학연구원(원장 이미혜) 환경자원연구센터 김동연 박사와 함께 일산화질소로부터 암모니아를 생산하는 고효율 전기화학 시스템을 개발했다고 23일 밝혔다. 개발된 시스템은 비싼 귀금속 촉매 대신 값싼 철 촉매를 이용해 상온 및 상압 조건에서 세계 최고 수준의 전기화학적 암모니아 생산 속도를 기록했다.
일산화질소는 발전소, 산업용 보일러, 제철소 등 연소시설에서 배출되는 질소산화물(NOx)의 대부분(95% 이상)을 차지하고 있는 유해 가스로, 호흡기 질환을 유발할 뿐만 아니라 산성비 및 대기 중 오존을 생성해 배출량이 엄격히 규제되고 있다. 현재 대부분의 처리 기술은 일산화질소의 단순 제거에만 초점을 맞추고 있지만 한 교수팀은 버려지는 일산화질소의 가치에 주목했다. 일산화질소의 높은 반응성을 이용해 적은 에너지만으로 유용 자원인 암모니아 생산의 가능성을 본 것이다.
연구팀은 물에 잘 녹지 않는 일산화질소의 한계를 극복하기 위해 기존의철-킬레이트를 포함한 일산화질소 흡수제를 사용하는 방식 대신 기체를 직접적으로 전극에 주입하는 기체 확산 전극을 사용해 물질전달 속도를 획기적으로 늘렸다. 이로써 공정에 소모되는 화학약품 비용을 줄이고 전기화학 셀 운전 시 발생하는 폐수 처리를 간편화했다.
나노 크기의 철 촉매를 전극에 도포해 부반응을 억제하고 암모니아에 대한 생성물의 선택도를 확보했으며, 전기화학적 암모니아 생산 성능을 결정하는 중요한 지표인 암모니아 생산 속도는 1,236μmolcm-2h-1를 기록했다. 이는 기존의 질소 기체(N2)를 활용한 전기화학적 암모니아 생산 속도 범위인 10μmolcm-2h-1을 100배 이상 넘어선 수준이다.
이러한 접근법은 대부분의 전기화학 반응에서 100%의 순수한 원료 기체를 필요로 하는 것과 달리 사용되는 일산화질소 가스의 농도를 1~10%까지 낮출 수 있어 해당 기술의 현장 적용성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
또한 기존의 암모니아 생산 공정인 하버-보쉬법이 섭씨 400도, 200기압 이상의 고에너지 조건을 요구하는 데 반해, 연구팀이 개발한 전기화학 시스템은 상온 및 상압 조건에서 암모니아 생산이 가능해 공정 설비와 비용 부담을 크게 줄일 수 있을 전망이다.
이번 연구를 주도적으로 진행한 한 교수 연구팀의 천선정 박사과정 학생은 "최근 대기오염, 탄소 중립 등의 이슈가 꾸준히 확산하는 가운데 지속할 수 있는 기술 개발에 대한 중요성이 커지고 있다ˮ며 "대기오염의 원인을 효과적으로 제거하는 동시에 탄소배출이 없는 암모니아 연료를 생산해 새로운 관점으로 환경문제를 해결하고자 했다ˮ고 말했다.
우리 대학 천선정 박사과정, 창원대학교 김원준 교수가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구성과는 저명 국제 학술지인 `ACS 에너지 레터스(Energy Letters)'에 3월 11일 자로 출판됐으며, 속표지논문으로 선정됐다. (논문명: Electro-synthesis of ammonia from dilute nitric oxide on a gas diffusion electrode).
한편 이번 연구는 한국에너지기술평가원, 한국연구재단 등의 지원을 받아 수행됐다.
2022.03.24 조회수 6603