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

NRF 기초연구실 개척형 (BRL)

탄소를 가두고,스스로 진단하는 콘크리트.

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

바이오차 기반 그래핀을 활용한 탄소격리 콘크리트 개발 및 구조부재 활용 · 한국연구재단(NRF) 기초연구실 개척형 · 연구기간 2024.08 ~ 2027.04

미션

최종목표

바이오차-그래핀 합성 시멘트 복합체를 개발하여 탄소격리 효과를 규명하고, 자기감지형 콘크리트를 활용해 구조물의 실시간 유지관리 기술을 개발합니다. 친환경, 고성능, 지속가능성을 하나의 신소재 콘크리트에 결합하는 개척연구입니다.

세부목표

  1. 01 바이오차의 개질변환을 통한 그래핀 기반 전도성 탄소격리 시멘트 복합체 개발
  2. 02 신소재 콘크리트 재료모델 개발 및 해석기법 개발
  3. 03 전도성 탄소격리 콘크리트 구조성능 및 유지관리성능 평가 및 개선

요구성능

세 가지 요구성능 축

친환경 탄소격리, 고성능 전기전도와 자기감지, 그리고 구조물 상시 모니터링을 통한 지속가능성을 동시에 추구합니다.

  1. 01 Eco-Friendly

    탄소격리

    효율적 바이오차-그래핀 제조와 탄소격리 효과 극대화, 전도성 평가.

  2. 02 High Performance

    전기전도 · 자기감지

    전기전도성 부여와 자기감지기술로 손상감지 기술을 개발하고 평가합니다.

  3. 03 Sustainability

    구조물 상시 모니터링

    구조성능과 전도성 센서 모니터링으로 실시간 손상감지와 유지관리를 구현합니다.

연구그룹

세 개의 연구팀

연구 자세히 보기

네 명의 연구자가 신소재 개발, 적용, 해석으로 구성된 세 개의 연구팀을 이룹니다.

  1. 01

    연구 1팀

    최원창 · 박찬호

    바이오차-그래핀 탄소격리 시멘트 복합체 개발 및 재료 성능평가

  2. 02

    연구 2팀

    최원창 · 석승욱

    전도성 탄소격리 콘크리트의 자기감지 성능 분석 및 활용

  3. 03

    연구 3팀

    서수연 · 석승욱

    전도성 탄소격리 콘크리트 구조부재 적용 및 해석 기술

  1. 1차년도 바이오차-그래핀 시멘트 복합체 개발 · 센서 개발 · 상용 바이오차 RC부재 구조성능 평가
  2. 2차년도 복합체 내구성·성능평가 · 자기·전기전도성능 향상 · RC부재 구조성능 및 철근 정착거동 FE 모델
  3. 3차년도 탄소격리 RC부재 구조성능평가 및 재료모델 개발 · 장기감지 기반 유지관리 및 해석모델 구축

성과

연차별 성과목표와 기대효과

논문, 특허, 인력양성의 연차별 목표를 명확히 설정하고, 건설산업 탄소배출 저감과 세계 최초 바이오차 콘크리트 재료모델 개발을 지향합니다.

성과 자세히 보기

양산 · 적용

바이오차 양산과 시멘트 복합체 시험

연속 열분해 라인으로 바이오차를 실제 양산하여 그래핀 개질의 원료로 사용하고, 이를 시멘트 복합체로 제작해 시험합니다. 생산과 적용을 하나의 순환으로 연결합니다.

  • 연속 열분해 파일럿 라인 전경
    복합체용 바이오차 생산: 연속 열분해 라인
  • 가열된 도가니 내부의 적열 상태
    복합체용 바이오차 생산: 열분해 공정
  • 내화 도가니에 담긴 검은색 바이오차
    내화 도가니에서 생산한 바이오차

글로벌 네트워크

국제 공동연구

연구진 보기

나노복합체, 그래핀 대량화, 전산유체역학 분야의 해외 연구자와 협업하여 글로벌 네트워크를 구축합니다.

  • Kin Liao
  • Toheed Akhtar
  • Donghyun Kim

소식

최근 소식

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  • 오프라인 워크샵
  • BRL 바이오차 콘크리트 월례회의
  • BRL 바이오차 콘크리트 월례회의
  • 한국구조물진단유지관리공학회 특별세션

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  • 주관 가천대학교
  • 한국교통대학교 (KNUT)

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