NRF 기초연구실 개척형 (BRL) 바이오차 기반 그래핀을 활용한 탄소격리 콘크리트 개발 및 구조부재 활용

About

사업개요

한국연구재단(NRF) 글로벌 기초연구실지원사업 연구팀입니다. 바이오차-그래핀 기반 전도성 탄소격리 시멘트 복합체를 개발하여 구조부재에 적용하고, 자기감지와 유한요소해석으로 지속가능한 구조물 유지관리 기술을 개척합니다.

사업

기초연구실 개척형 (BRL)

본 연구팀은 한국연구재단(NRF) 기초연구실 개척형 (집단연구지원 R&D) 과제입니다. 과제명은 "바이오차 기반 그래핀을 활용한 탄소격리 콘크리트 개발 및 구조부재 활용"이며, 약 33개월에 걸쳐 수행됩니다. 건축구조, 건축재료, 화공생명 분야의 연구자가 학제 간 협력으로 연구를 수행합니다.

사업명
기초연구실 개척형 (집단연구지원 R&D)
지원기관
한국연구재단 (NRF)
과제번호
RS-2024-00408370
연구기간
2024.08.01 ~ 2027.04.30 (약 33개월)
바이오차 콘크리트 현장 타설
바이오차 콘크리트 현장 타설

필요성

연구의 배경

  1. 01 탄소중립(Net Zero)을 위해 건설산업의 탄소배출 저감이 시급하지만, 기존 바이오차 연구는 토양 매립을 통한 탄소격리에 주로 국한되어 시멘트 복합체 RC부재 적용 연구는 미비합니다.
  2. 02 기존 연구에서 바이오차는 시멘트 중량비 5% 치환이 제한적으로 가능하며 다량 혼입 시 작업성을 저해합니다. 바이오차-그래핀 합성을 통해 탄소격리량을 증대하고 전도성을 부여할 수 있습니다.
  3. 03 바이오차 시멘트 복합체에 자기감지 기능을 부여하거나 그래핀 추출로 전도성을 부여해 RC부재에 적용한 연구는 전무하며, 신소재 콘크리트의 유한요소 재료모델 연구 역시 거의 없습니다. 본 연구팀은 이 공백을 개척합니다.

미션

최종목표

바이오차-그래핀 기반 전도성 탄소격리 시멘트 복합체를 개발하여 건설구조물에 적용하고, 구조적 안전성을 확보하며, 유지관리 기술에 경제성과 친환경성을 부여하여 지속가능한 구조물 유지관리 기술을 개척합니다.

연구그룹

세 개의 연구팀

연구 자세히 보기
  • 연구 1팀 최원창 · 박찬호 (신진연구자)

    바이오차-그래핀 합성물을 이용한 탄소격리 시멘트 복합체 개발 및 재료 성능평가

  • 연구 2팀 최원창 · 석승욱 (신진연구자)

    전도성 탄소격리 콘크리트의 자기감지 성능 분석 및 활용

  • 연구 3팀 서수연 · 석승욱 (신진연구자)

    전도성 탄소격리 콘크리트 구조부재 적용 및 해석 기술

참여기관

주관과 공동연구

  • 주관기관

    가천대학교

    주관기관. 연구책임자 최원창 교수(건축학부). 바이오차-그래핀 합성 및 탄소격리 시멘트 복합체 개발, 자기감지 센서와 유한요소 재료모델, 구조부재 적용을 총괄. 공동연구원 석승욱 교수(건축학부), 박찬호 교수(화공생명배터리공학부) 참여.

  • 한국교통대학교 (KNUT)

    공동연구기관. 공동연구원 서수연 교수(건축학부). RC부재 구조성능, 장기거동 및 AE 멀티센싱 모니터링 담당.

글로벌 네트워크

국제 공동연구

글로벌 네트워크 구축을 위해 세 명의 해외 연구자와 협업을 기획하고 있습니다. Kin Liao는 나노복합체 경량화와 활용기술을, Toheed Akhtar는 그래핀 기반 다공성 복합체와 대량화 공정을, Donghyun Kim은 전산유체역학(CFD) 기반 화학공정 최적화를 담당합니다.

양산 · 적용

바이오차 양산 현장

연속 열분해 라인에서 바이오차를 양산하여 그래핀 개질의 원료로 사용하고, 이를 시멘트 복합체로 제작해 시험합니다.

  • 적열 도가니가 보이는 열분해 반응기
    열분해 반응기와 적열 도가니
  • 연속 열분해 파일럿 라인 전경
    연속 열분해 라인

지원 정보

연구 지원

지원기관: 한국연구재단(NRF), 기초연구실 개척형 (집단연구지원 R&D). 과제번호 RS-2024-00408370. 연구기간 2024.08.01 ~ 2027.04.30. 연구비 정보는 공개하지 않습니다.