무기화학소재연구실

연구실소개

무기소재는 금속 또는 비금속 원소가 무기결합을 통해 이루어진 화합물로 산업적 응용가치가 매우 높고, 우리의 실생활과도 밀접한 관련이 있는 소재이다. 무기화학소재연구실(지도교수: 강동우)에서는 무기화학적 이론에 기초하여 높은 부가가치를 지닌 무기소재를 합성하고, 인접 학문분야와의 연계와 융합을 통해 무기소재를 효율적으로 활용할 수 있는 방안을 연구하고 있다.

특히, 최근 전세계적으로 연구가 활발히 진행중인 '이산화탄소 포집 및 자원화기술(CCUS, Carbon Capture and Utilization)'과의 연계를 통해 온실가스 중 하나인 이산화탄소를 반응물질로 활용하여 탄소기반 무기소재를 생성하고 이를 광물 대체자원, 건설소재, 단열소재, 의약품 및 화장품의 원료 등으로 활용하기 위한 방안을 중점적으로 연구하고 있다.

본 연구실에서는 금속-비금속 원자간 결합을 기반으로 하는 이온결합성 무기소재를 합성하기 위해 바닷물로부터 금속이온을 분리한 후 Solution Chemistry를 적용하여 고부가 무기화합물을 합성하는 원천기술을 보유하고 있으며, 이를 통해 저에너지 소비형 무기소재개발 기술을 발전시켜 나가고 있다. 또한, 다양한 기체 혼합물 중 특정성분을 높은 효율로 분리함과 동시에 소재의 성상제어가 가능한 공융용매(DES, Deep Eutectic Solvent)기반 반응시스템 개발을 주도적으로 진행하고 있다. 이러한 연구개발을 통해 경제성이 확보된 첨단무기소재의 생산이 가능하며, 산업군별 특성을 고려한 소재의 공급과 자원 활용이 간으할 것으로 전망된다.

주요연구분야

• 해수 내 금속이온과 이산화탄소를 활용한 탄소기반 무기소재의 합성과 생산

• 무기소재 성상제어를 통한 소재 고급화 및 고품질화

• 공융용매를 활용한 가스 분리 및 소재화를 위한 화학적 전환 기술개발

• 이산화탄소(CO2), 황산화물(SOx) 등 산성가스 고효율 분리 및 전환을 통한 무기자원화

• 소각비산재 내 함유된 중금속이온의 분리 및 액상촉진탄산화를 통한 무기화학적 안정화

• 수소 생산 프로세스에서 발생하는 이산화탄소의 선택적 분리를 통한 수소 고순도화 및 수소 경제 대응

• 각종 비금속 무기소재 성상제어를 통한 고부가 소재화 및 실산업 응용기술개발

주요 연구장비

담당교수

주요 연구논문

• Advanced pseudopolymorph control of magnesium carbonates using structural properties of amines for CO2 utilization based on post-treatment of desalinated brine, Desalination, 2021

• Stabilization of heavy metals in municipal solid waste incineration fly ash via CO2 uptake procedure by using various weak acids, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2020

• Carbon utilization based on post-treatment of desalinated reject brine and effect of structural properties of amines for CaCO3 polymorphs control, Desalination, 2020

• Two-step mineral carbonation using seawater-based industrial wastewater: an eco-friendly carbon capture, utilization, and storage process, Journal of Material Cycles and Waste Management, 2020

• Heavy-metal reduction and solidification in municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash using water, NaOH, KOH, and NH4OH in combination with CO2 uptake procedure, Chemical Engineering Journal, 2020

• Accelerated Chemical Conversion of Metal Cations Dissolved in Seawater-based Reject Brine Solution for Desalination and CO2 Utilization, Desalination, 2020

• Morphology control of magnesium carbonate for CO2 utilization using Mg2+ ions in industrial wastewater depending on length of alkyl chain of primary alkanolamine, reaction temperature, CO2 concentration, and Mg2+/Na+ ratio, Chemical Engineering Journal, 2019

• Characteristics of Metal Cation Carbonation and Carbon Dioxide Utilization Using Seawater‐Based Industrial Wastewater, ChemistrySelect, 2018

• Chemical conversion of carbon dioxide via target metal separation using seawater‐derived wastewater, ChemistrySelect, 2018

• Investigation of Thermodynamic Properties on CO2 Absorbents Blended with Ammonia, Amino Acids, and Corrosion Inhibitors at 313.15, 333.15, and 353.15 K, Journal of Chemical and Engineering Data, 2018

• Absorption characteristics of potassium carbonate-based solutions with rate promoters and corrosion inhibitors, Journal of Material Cycles and Waste Management, 2018

• Carbon capture and utilization using industrial wastewater under ambient conditions, Chemical Engineering Journal, 2017

• Continuous and Simultaneous CO2 Absorption, Calcium Extraction, and Production of Calcium Carbonate Using Ammonium Nitrate. Industrial and Engineering Chemistry Research, 2016

• Carbon dioxide utilization with carbonation using industrial waste-desulfurization gypsum and waste concrete, Journal of Material Cycles and Waste Management, 2016

• Carbon dioxide utilization using a pretreated brine solution at normal temperature and pressure, Chemical Engineering Journal, 2016

• A study of CO2 precipitation method considering an ionic CO2 and Ca(OH)2 slurry, Energy, 2014

• Carbon fixation using calcium oxide by an aqueous approach at moderate conditions, Chemical Engineering Journal, 2014

• Effect of organic inhibitors in aqueous potassium carbonate on the corrosion of carbon steel, Journal of Chemical Engineering of Japan, 2014

• Solubility of CO2 in Amino-Acid-Based Solutions of (Potassium Sarcosinate), (Potassium Alaninate + Piperazine), and (Potassium Serinate + Piperazine), Journal of Chemical and Engineering Data, 2014