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Environmental Nanotechnology Lab.

Research

Research

Nanotechnology

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나노테크놀로지란 나노영역(1-100 nm)에 있는 소재가 갖는 독특하고 새로운 특징을 이용하여 기존 기술력의 한계를 뛰어넘을 수 있는 미래형 기술입니다.

또한, 환경오염은 점차 가속화되는 도시화와 산업화에 따라 필연적으로 발생하는 인류가 해결해야 할 중요한 문제들 중 하나입니다. 환경문제는 환경정화기술의 발달을 통해 해결될 수 있으며, 나노기술이 환경기술 발전을 위한 구체적 대안으로 급부상 하고 있습니다.

세계경제포럼(World Economic Forum)은 ‘물 위기’를 28개의 글로벌 리스크 가운데 1순위로 선정하였습니다(2015년). 기후변화로 인해 가속화되고 있는 물 위기는 이미 사회문제로 까지 대두되고 있습니다. 우리 연구실(나노물처리공학연구실)에서는 이러한 물 위기를 극복하고자 나노기술과 환경기술 특히, 수질정화기술의 성공적 융합을 위해 다양한 노력을 기울이고 있으며 구체적인 연구내용은 다음과 같습니다.

  • 물과 에너지의 동시 생산이 가능한 나노복합분리막
  • 수질정화와 유가자원 회수가 가능한 환경나노흡착소재
  • 친환경적 물 정화 기술인 자연정화기술

Fresh water

Fresh water

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오염된 물로부터 깨끗한 물을 분리해내는 역할을 하는 분리막(멤브레인)의 개발은 점점 발전하고 있는 물 정화 기술에서 그 중요성이 점차 증가하고 있습니다.

분리막은 물질의 크기에 따라서 오염물질을 분리해내는 방법으로 오염된 물속의 입자성 물질을 제거하여 깨끗한 물을 만드는데 이용되고 있습니다. 최근 다양한 환경정화기술중 분리막을 이용한 분리기술은 그 중요성이 증가하고 있으며, 이로 인해 좋은 성능(높은 물 생산량, 높은 오염물질 제거능력)을 갖는 분리막의 개발이 필수적으로 요구되고 있습니다. 분리막은 비단 물을 정화하는 공정에만 사용되는 것이 아니라 지구상의 무한한 자원인 바닷물로 부터 우리가 먹을 수 있는 음용수를 생산할 수 있고 또한 염도차를 이용하여 전기를 생산하는데도 사용될 수 있습니다.

우리 연구실에서는 분리막공정에 직접적으로 사용되는 고성능 분리막을 개발(합성)하는 연구를 수행하고 있으며, 최근 이슈가 되고있는 나노기술을 만들고자 하는 분리막에 응용하여 기존의 멤브레인보다 더욱 향상된 멤브레인을 개발하고 있습니다.

Water-Energy Nexus

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  • 물과 에너지는 상호연결된 매체입니다. 물생산을 위해서는 에너지가 필요하며, 반대로 에너지 생산을 위해서도 물이 필요합니다.
  • 우리 연구실에서는 바닷물, 지하수, 하폐수, 지표수 등의 물에서 깨끗한 음용수 및 에너지 생산을 동시에 할 수 있는 Water-Energy Nexus 연구를 진행하고 있습니다.

Mesoporous Materials

메조공극물질(Mesoporous Materials)

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흡착기술은 전세계적으로 가장 널리 활용되는 환경정화기술입니다. 활성탄 기반의 흡착제는 비용대비 높은 효율로 수질 정화에 적합하다고 알려져 있습니다. 그러나, 활성탄으로 대표되는 미세공극(Micropore) 물질은 자연계에 널리 분포되어 있는 유기물 제거에 비효율적입니다.

이에 우리 연구실에서는 나노영가철(NZVI)을 시작으로 최근에는 유기물 및 미량오염물질 제거에 효과적인 환경맞춤형 메조공극물질의 합성 및 반응에 대해 연구하고 있습니다.

MAR

대수층 함양관리 기술(MAR)

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자연정화기술 중 하나인 대수층 함양관리 기술은 대수층에 물이 저장되고 이동하는 현상을 이용하여 수질을 개선하는 방법으로 지속가능한 자연친화적 처리기술 입니다.

기존 수처리 기술과 연계하여 전,후단의 사용이 가능하며 또한 단독공정으로도 활용될 만큼 적용분야가 광범위합니다. 다중처리기술을 사용하여 물 속의 부유물질,생물학적 유기물질,미생물 질소 등 다양한 오염물질을 제거할 수 있으며 최근 생활수준 향상과 건강에 대한 관심증가로 인해 많이 쓰이는 의약화합물 및 항생제 물질 제거에도 효과가 있습니다. 또한 낮은 운영비용으로 개발도상국에 적용가능하며 적은 에너지 사용으로 인해 환경 친화적인 수질 정화기술입니다.

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