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
- 01 바이오차의 개질변환을 통한 그래핀 기반 전도성 탄소격리 시멘트 복합체 개발
- 02 신소재 콘크리트 재료모델 개발 및 해석기법 개발
- 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.
- 01 Eco-Friendly
탄소격리
효율적 바이오차-그래핀 제조와 탄소격리 효과 극대화, 전도성 평가.
- 02 High Performance
전기전도 · 자기감지
전기전도성 부여와 자기감지기술로 손상감지 기술을 개발하고 평가합니다.
- 03 Sustainability
구조물 상시 모니터링
구조성능과 전도성 센서 모니터링으로 실시간 손상감지와 유지관리를 구현합니다.
연구그룹
세 개의 연구팀
네 명의 연구자가 신소재 개발, 적용, 해석으로 구성된 세 개의 연구팀을 이룹니다.
- 01
연구 1팀
최원창 · 박찬호
바이오차-그래핀 탄소격리 시멘트 복합체 개발 및 재료 성능평가
- 02
연구 2팀
최원창 · 석승욱
전도성 탄소격리 콘크리트의 자기감지 성능 분석 및 활용
- 03
연구 3팀
서수연 · 석승욱
전도성 탄소격리 콘크리트 구조부재 적용 및 해석 기술
- 1차년도 바이오차-그래핀 시멘트 복합체 개발 · 센서 개발 · 상용 바이오차 RC부재 구조성능 평가
- 2차년도 복합체 내구성·성능평가 · 자기·전기전도성능 향상 · RC부재 구조성능 및 철근 정착거동 FE 모델
- 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 보기양산 · 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.
-
복합체용 바이오차 생산: 연속 열분해 라인 -
복합체용 바이오차 생산: 열분해 공정 -
내화 도가니에서 생산한 바이오차
글로벌 네트워크
국제 공동연구
나노복합체, 그래핀 대량화, 전산유체역학 분야의 해외 연구자와 협업하여 글로벌 네트워크를 구축합니다.
- Kin Liao
- Toheed Akhtar
- Donghyun Kim
소식
최근 소식
- 오프라인 워크샵
- BRL 바이오차 콘크리트 월례회의
- BRL 바이오차 콘크리트 월례회의
- 한국구조물진단유지관리공학회 특별세션
참여기관
함께하는 기관
- 주관 가천대학교
- 한국교통대학교 (KNUT)