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사우디 아람코-KAIST CO2 공동연구센터 출범
- CO2 배출량 줄이기 위해 양 기관이 6년간 6천만 달러 연구비 지원 -
지구온난화 문제해결을 위해 KAIST에 국내 최대 규모의 CO2 연구센터가 설립됐다.
우리 학교는 세계 최대 석유회사인 사우디 아람코(총재 칼리드 에이 알-팔레, Khalid A. Al-Falih)와 함께 대전 본원 KI빌딩 5층에 ‘사우디 아람코-카이스트 CO2 공동연구센터’를 설립하고 20일 오전 11시 개소식을 가졌다.
석유와 가스 매장량 규모에서 각각 세계 1위와 4위를 차지하고 있는 전 세계 최대의 산유국인 사우디아라비아의 국영석유회사인 아람코가 자국이 아닌 해외에 CO2 관련 연구센터를 직접 설립하고 연구에 대한 자율권을 보장하며 연구비까지 지원하는 것은 극히 이례적인 일로 받아 들여 지고 있다.
사우디 아람코는 그동안 외부 연구과제에 대해서는 연구주제를 직접 정해 미국과 프랑스 등 2개국 연구기관들과만 제휴를 통해 위탁형태로 발주해서 진행, 관리해왔기 때문이다.
지난 1월 7일 사우디 아람코 본사에서 양측이 양해각서(MOU)를 체결 한 후 약 한 달 반 만에 전격적으로 문을 연 CO2 공동연구센터는 아람코와 KAIST 연구진들이 지구 온난화의 주범으로 꼽히는 CO2 배출량을 줄이기 위한 혁신기술 개발을 위한 공동 연구를 수행하게 된다.
학교 관계자는 ‘사우디 아람코-카이스트 CO2 공동연구센터’ 개소식을 20일 개최한 배경에 대해 “사우디 아람코측에서 알-팔레 총재와 각별한 사이인 서 총장이 KAIST 재임기간 중에 행사를 열고 싶다는 뜻을 강하게 전해왔기 때문”이라고 설명했다.
이날 개소식에 KAIST에서는 서남표 총장을 비롯, 이용훈 교학부총장, 주대준 대외부총장, 백경욱 연구부총장, 조동호 ICC부총장, 강정구 기획처장 등이, 사우디 아람코 측에서는 사미르 에이 추바옙(Samir A. Tubayyeb) 엔지니어링 서비스부문 부사장과 에쉬레프 알-가자위(Ashraf Al-Ghazzawi) R&D센터 연구소장 등이 내빈으로 참석했다.
이밖에 외빈으로는 민계식 前 현대중공업 회장과 유종하 前 외무부 장관, 나세르 알-마하세르(Nasser Al-Mahasher) 에스오일 대표, 이동우 롯데캐미칼 연구소장, 곽병성 SK이노베이션 글로벌 테크놀로지부문 사장, 김대유 STX 사장 등이 자리를 함께 했다.
이날 문을 연 ‘사우디 아람코-카이스트 CO2 공동연구센터’는 앞으로 CO2 포집은 물론 지구 온난화의 주범인 CO2 배출량을 획기적으로 줄이고 경제성 있는 물질로 전환하는 연구개발을 중점적으로 수행한다.
특히 KAIST와 사우디 아람코는 “각 기관이 보유하고 있는 기술을 상호 공유하는 한편 연구원 교류 및 공동연구, 주요 연구자원 공동 활용, 연구과제 수행 등 전 방위적인 협력을 하게 될 것”이라고 학교 관계자는 설명했다.
이를 위해 양 기관은 공동 연구센터에 각각 500만 달러씩 매년 1천만 달러를 매칭펀드 형식으로 투자하는데 첫 연구기간인 올부터 오는 2018년까지 6년간 모두 6,000만 달러 (한화 약 648억원) 규모의 연구비를 지원키로 했다.
이와 함께 KAIST와 사우디 아람코는 CO2 공동연구센터를 우선 KI빌딩에 설치해 운영하되 곧 양측 관계자들이 참여하는 ‘공동건물위원회’를 구성하고 KAIST 대전 본원 인근에 건평 기준 약 5,000평 규모의 전용 연구센터를 설립할 계획이다.
‘공동연구위원회’는 이밖에 연구방향은 물론 연구 주제와 연구과제 수 결정 등에 대해 완전한 자율권한을 가지고 이를 추진해 나갈 방침이다.
서남표 총장은 이날 축사를 통해 “CO2 공동연구센터 설립은 “사우디 아람코와 KAIST의 돈독한 유대관계를 보여주는 좋은 사례”이라며 의미를 부여했다.
백경욱 연구부총장은 “사우디 아람코와의 CO2 공동연구센터 설립은 KAIST가 인류 삶의 질을 향상시키기 위해 과학기술 분야에서 해결해야 할 난제 중 우선적으로 CO2 문제해결을 위해 노력하는 첫 걸음”이라며 “KAIST는 과학기술계가 풀어야 할 난제에 하나씩 지속적으로 도전해 나갈 것”이라고 강조했다.
2013.02.20
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나로과학위성, 국내 지상국과 교신 성공
- 위성 상태 양호, 모든 기능 정상적으로 작동
우리 학교 인공위성연구센터(소장 이인)는 1월 30일 오후 4시00분에 발사된 나로호가 나로과학위성을 목표 궤도에 진입시켜 발사에 성공한 데 이어, 31일 새벽 3시 28분 최초 교신에 성공했다.
인공위성연구센터는 위성이 궤도에 진입한 후 처음으로 한반도에 인근 상공을 지나는 금일 오전 3시 28분부터 14분간 최초 교신을 시도해 위성의 현재 상태를 확인하기 위한 초기 명령을 위성으로 전송하고, 위성으로부터 자료를 전송 받아 나로과학위성의 상태가 모두 정상적인 것을 확인했다.
나로과학위성은 앞으로 앞으로 약 한 달간의 초기 운영을 거쳐 1년 간 지구 타원궤도(300×1500 km)를 하루에 14바퀴씩 돌며, 탑재된 이온층 관측센서와 우주 방사선량 측정센서로 우주환경을 관측한다.
또한 탑재된 레이저 반사경으로 나로과학위성의 위성궤도를 정밀 관측할 수 있도록 해주고, 펨토초 레이저, 자세제어용 반작용 휠, 적외선영상센서, 태양전지판과 전개용 힌지 등 우주기초·핵심기술개발사업 등을 개발된 국산기술의 우주환경 검증을 수행하게 된다.
정부는 이번 나로호 발사성공을 발판으로 우주개발 역량을 강화하기 위해 우주분야 중장기 미래비전을 제시하고 발사체, 위성, 우주탐사 등 우주개발 전반에 대한 투자를 확대해 나갈 계획이다.
특히 그동안 확보한 발사체 기술과 경험을 바탕으로 독자적 발사능력 확보를 위한 한국형발사체의 개발을 앞당기고, 다양한 국가수요를 고려한 위성을 지속적으로 개발하여 세계 우주시장 진입을 추진할 예정이다.
2013.02.01
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이산화탄소 포집저장기술 상용화 속도낸다
- 이산화탄소의 선박 수송 시 발생하는 증발가스 문제 해법 제시-- 원유값 등 다양한 상황에 따른 최적의 재액화율 이론 정립해 -
지구 온난화의 주범이 되는 이산화탄소를 포집한 후 땅속에 주입해 영구 저장하는 기술이 전 세계적으로 관심을 받고 있는 가운데, KAIST 연구진이 이산화탄소의 선박 수송을 위한 최적의 방법을 제시했다.
우리 학교는 해양시스템공학과 장대준 교수 연구팀이 포집된 이산화탄소의 선박 운송 중에 발생하는 증발가스의 최적화된 처리를 위한 해법을 제시했다.
이로써 이산화탄소를 포집하는 기술과 유전에 저장하는 기술 뿐 아니라 선박 수송에 대한 해법도 제시돼, 포집-수송-저장의 삼박자를 갖춰 이산화탄소 포집저장 기술이 곧 상용화될 것으로 전망된다.
최근 지구온난화에 의한 자연재해 문제가 심각해지면서 유럽을 중심으로 이산화탄소 배출을 줄이기 위한 연구가 확산되고 있다.
이를 해결하기 위해 발전소와 공장 등으로부터 발생하는 이산화탄소를 포집해 지중에 다시 영구적으로 저장하는 기술인 ‘이산화탄소 포집 및 저장(CCS, Carbon Capture and Storage)‘이 대안으로서 각광받고 있다.
우리나라는 2013년부터 포스트 교토의정서가 발효될 경우 이산화탄소 감축 의무를 면하기 어려울 전망이다. 정부는 이에 따라 오는 2030년까지 3200만 톤(전체 감축 전망치의 10%)의 이산화탄소를 감축한다는 목표를 세우고 있고 KAIST 등 국내 연구팀들도 이를 위한 기술 개발 및 실용화를 위한 연구에 속도를 내고 있다.
장대준 교수 연구팀은 지난 2009년 ‘이산화탄소 해상수송 및 주입터미널 프로젝트’를 통해 지중 저장 원천기술을 개발하는데 성공했고 이어, 이번에 액상 이산화탄소 운반선상에서 발생하는 증발가스의 위험성을 인식하고 이를 최적화하는 해법을 제시했다.
장 교수 연구팀은 선박을 이용해 액화 이산화탄소를 운송할 때 저온(-51℃)・고압(6.5bar)의 상태로 운반돼야 하는 점에 주목했다.
상온보다 낮은 온도로 운반되는 액화 이산화탄소 저장용기는 대기의 열 침투로 증발가스가 발생해 내부 압력이 높아져 용기가 파괴될 수 있기 때문이다.
연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 압력용기에서 기화된 이산화탄소 가스를 재 액화 처리해 다시 압력용기로 주입하는 방법을 제시하고 이론적으로 모델링했다.
또 원유값, 탄소세, 원유증진회수를 위한 탄소거래비용 등 CCS 기술 도입을 위해 핵심적으로 고려될 사항을 바탕으로, 선박의 증발 가스 재액화율 결정을 위한 최적화된 해법을 고안해 냈다.
장대준 교수는 “저장된 이산화탄소가 해양에서 누출되면 대형사고로 번지게 된다” 며 “저장된 이산화탄소의 압력 거동을 예측하고 발생한 증발가스의 적절한 처리방안을 만드는 것이 상용화를 위한 필수적인 과정”이라고 말했다.
아울러 “이번 연구에서 정립된 이론은 CCS 상용화를 위한 시스템의 최적화와 액상 이산화탄소 운반 선박의 개발에 활용될 것으로 기대 된다”고 강조했다.
한편, 이번 연구는 KAIST 해양시스템공학과 장대준 교수(제1저자 추봉식 박사과정 학생)가 교육과학기술부의 세계수준 연구중심대학(World Class University)과 국토해양부의 지원을 받아 수행했다.
장 교수 연구팀의 이 연구 성과는 환경 분야에서 세계적 학술지로 꼽히는 ‘국제 온실가스 제어(International Journal of Greenhouse Gas Control)지’ 6월 12일자 온라인 판에 실렸다.
그림 1. 저장된 액화 화물에서의 BOG 발생 및 그 영향
그림 2. 증발가스 생성으로 인한 저장용기 내부 압력 변화 및 열팽창으로 인한 액위 변화
그림 3. 누출 시 속도 및 온도 변화에 의한 주변 구조 및 선체에 미치는 영향
그림 4. 누출 시 이산화탄소의 거동 관측 실험
그림 5. CCS-EOR 병행 기술에서 증발가스 재액화가 미치는 영향
2012.06.27
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이상엽 특훈교수, 세계경제포럼 ‘미래기술 글로벌 아젠다 위원회’ 의장 선임
우리 학교 생명화학공학과 이상엽(생명과학기술대학 학장) 특훈교수가 세계경제포럼(World Economic Forum)의 ‘미래기술(Emerging Technologies) 글로벌 아젠다 위원회(GAC, Global Agenda Council)’ 의장으로 선임됐다.
임기는 2011년 9월 1일부터 2012년 8월 31일까지 1년이다.
세계경제포럼(WEF)은 경제, 정치, 정책 등의 분야에서 세계적인 리더와 씽크탱크들의 모임으로 인류와 지구환경의 지속성장을 위해 필요한 주제에 대해 ‘글로벌 아젠다 위원회’를 만들어 문제 해결을 위한 비전과 전략을 제시하고 있다.
이 교수가 의장을 맡게 된 ‘미래기술 글로벌 아젠다 위원회’는 생명공학·나노기술· IT 등 미래기술의 발전방향을 모색하고 이들 기술이 인류 사회에 미칠 영향을
논의하게 된다.
이상엽 특훈교수는 “세계적인 리더들의 모임인 세계경제포럼의 미래기술 글로벌 아젠다 위원회 의장으로 선임돼 기쁘다”며 “우수한 우리나라 과학기술과 관련 정책을 전 세계에 잘 알려 우리나라의 위상을 높이는 계기를 만들 것”이라고 포부를 밝혔다.
이 교수는 시스템대사공학 분야를 창시한 세계적인 석학이다. 미생물의 대사회로를 시스템 수준에서 조작하고 다양한 원유 유래 화학물질을 바이오기반으로 친 환경적으로 만드는 연구에서 세계적인 업적을 내고 있다.
이 교수는 현재 교육과학기술부 시스템생물학 연구개발사업과 글로벌 프론티어 바이오매스 사업단 과제를 통해 바이오화학 산업에 필수적인 대사공학 원천기술을 개발하고 있다. 또 대통령 직속 녹색성장위원회 민간위원으로 활동 중이며 세계경제포럼, 국제 학회 등에서 우리나라 녹색성장 관련 기술개발과 연구추진 사례 및 성과의 우수성을 알리고 있다.
2011.09.07
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태양전지 소재 이용, 인공광합성 기술개발
- 국제저명학술지 어드밴스드 머티어리얼스 최근호 게재- 이종 분야 (생명과학, 태양전지)간 융합연구 성공사례로 주목
인류는 지금 지구온난화와 화석 연료의 고갈이라는 문제점을 갖고 있다. 이를 해결하기 위해 온난화의 원인인 이산화탄소를 배출하지 않고 무제한으로 존재하는 태양 에너지를 이용하려는 노력이 계속되고 있다.
이러한 가운데 우리학교 신소재공학과 박찬범 교수와 류정기 박사팀이 태양전지 기술을 이용해 자연계의 광합성을 모방한 인공광합성 시스템 개발에 성공했다.
이 기술은 정밀화학 물질들을 태양에너지를 이용해 생산해 내는 ‘친환경 녹색생물공정’ 개발의 중요한 전기가 될 전망이다.
광합성은 생물체가 태양광을 에너지원으로 사용해 일련의 물리화학적 반응들을 통해 탄수화물과 같은 화학물질을 생산하는 자연현상이다.
박 교수팀은 이 같은 자연광합성 현상을 모방해 빛에너지로부터 정밀화학 물질 생산이 가능한 신개념 ‘생체촉매기반 인공광합성 기술’을 개발했다.
이번 연구에서 연구팀은 자연현상 모방을 통해 개발된 염료감응 태양전지의 전극구조를 이용해 다시 자연광합성 기술을 모방해 발전시킬 수 있다는 것을 증명해냈다.
박찬범 교수는 “지난해 양자점을 이용한 인공광합성 원천기술을 개발해 한국과학기술단체 총연합회가 선정한 10대 과학기술뉴스로 선정된 바 있다”며 “이번 연구 결과는 광합성효율을 획기적으로 향상시킴으로써 인공광합성 기술의 산업화에 한 걸음 더 다가선 것으로 평가된다”고 강조했다.
이번 연구는 독일에서 발간되는 재료분야 국제저명학술지인 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials) 4월 26일자에 게재됐으며 특허출원이 완료됐다.
한편, 연구결과는 재료공학과 생명과학분야의 창의적인 융합을 통해 새로운 공정기술을 개발하는 데 크게 기여했다는 평가를 받았으며, 교육과학기술부 신기술융합형 성장동력사업(분자생물공정 융합기술연구단), 국가지정연구실, KAIST EEWS 프로그램 등으로부터 지원받아 수행됐다.
2011.04.26
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우성일교수 연구팀, 친환경 고체산화물 연료전지 시스템 개발
-바이오디젤 생산과정의 부산물인 글리세롤을 이용한 고체산화물 연료전지 시스템
-10월 14일 앙게반테 케미 자매지, "켐서스켐(ChemSusChem)" 온라인판에 게재
생명화학공학과 우성일(58)교수 연구팀은 바이오디젤(bio-diesel) 생산과정의 부산물인 글리세롤을 연료로 이용한 고체산화물연료전지 구동기술을 개발하는데 최근 성공했다.
우교수팀은 이번 연구를 통해 글리세롤을 연료로 고체산화물연료전지를 조업하여 발전시 생성되는 이산화탄소의 발생량을 석탄 및 석유에 비해 각각 40%, 26% 가까이 줄이는 결과를 얻었다. 석탄 및 석유를 이용하는 화력발전을 통한 전기 1kWh 생산시 발생하는 이산화탄소는 각각 991g, 782g이다. 반면 글리세롤은 585g이다. 또한 기존 수소를 연료로 이용했을 때의 80%에 달하는 효율을 얻을 수 있었다.
이번연구에 사용한 바이오매스로부터 얻은 글리세롤 개질과정의 이산화탄소는 바이오매스를 생산하는데 재사용함으로써 저탄소, 녹색성장에 획기적으로 기여할 수 있을 것으로 예상된다.
이 연구결과는 지난 14일 앙게반테 케미(Angewandte Chemie)의 자매지인 "켐서스켐(ChemSusChem)" 온라인판에 게재됐으며 관련기술은 국내특허 출원중이다.
연구팀 관계자는 “이번 연구결과는 고체산화물 연료전지에 바이오매스로부터 바이오디젤을 생산할 때 얻어진 글리세롤 연료를 사용함으로써 기존 화석연료보다 이산화탄소의 배출량을 줄이고 배출된 이산화탄소는 바이오매스 생산에 재사용할 수 있어 지구 온난화 방지에 기여할 수 있다”고 말했다.
고체산화물연료전지는 고체산화물을 전해질로 사용하는 연료전지로서 에너지 효율이 ~50%에 달하는 가장 발전된 형태의 연료전지이다. 연료로 쓰이는 수소를 생산하기 위해 탄화수소를 개질하게 되는데 이 과정에서 이산화탄소가 발생하게 된다.
바이오디젤은 브라질, 미국, EU등을 중심으로 고유가에 대응하기 위하여 생산을 확대해오고 있으며, 최근에는 일본, 중국, 인도 등이 후발국으로 참여하여 그 규모가 점차 커지고 있다. 2009년 바이오디젤의 생산량은 78억톤에 달할 것으로 예상되고 있으며 2010년에는 104억톤으로 증가할 것으로 예상된다.
글리세롤은 바이오디젤 1 톤을 생산할 때 0.1 톤 정도 부산물로 생산되는 물질로서 바이오디젤의 공급증가에 따른 잉여의 글리세롤이 생성된다. 고체산화물 연료전지에 잉여의 글리세롤을 연료로 사용하였을 경우 저탄소 녹색 성장에 크게 이바지 할 수 있을 것으로 기대된다.
또한 최근에는 지구온난화 주범인 이산화탄소의 양을 줄이기 위하여 국제적으로 탄소배출권 거래제도에 대한 관심이 집중되고 있는 실정이다.
탄소배출권 거래제도는 전 세계의 온실가스 배출총량을 정하고 이를 국가나 기업별로 할당하는 제도로서 할당량보다 많이 배출하려는 국가나 기업은 할당량보다 적게 온실가스를 배출한 곳으로부터 배출권을 사야한다.
바이오디젤의 경우 1톤을 생산할 때 이산화탄소 2.2 톤의 배출량을 감면받게 되므로 바이오디젤의 부산물인 글리세롤을 이용하여 고체산화물 연료전지를 조업할 경우 탄소배출권을 획득할 수 있어 부가가치를 창출할 수 있다.
이번 연구는 초미세화학공정연구센터(ERC), 에너지, 환경, 물, 자원의 지속 가능성(EEWS) 및 세계수준의 연구중심대학(WCU) 사업의 지원을 받아 생명화학공학과 박사과정 원정연(元正淵)연구원이 주도적으로 진행했다.
켐서스켐(ChemSusChem) Paper Link :
http://www3.interscience.wiley.com/journal/114278546/home
2009.10.27
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