Research Topic 2 : Process Technology Selection and Supply Chain Optimization

Research Goal (연구 목표): 수소(H2)/CCUS 기술의 상용화를 위한 최적 설계 방법론 개발 및 전산화를 통한 공정 설계 tool 개발, 이를 통한 실증 규모 공정 개선
Our group's research goal is to minimize cost, maximize throughput, and/or efficiency of a process, while keeping its constraints satisfied. Its applications that we have been focusing on are optimization-based assessment frameworks for large scale CCUS (CO2 capture and utilization/storage) infrastructure design and large scale renewable energy (H2) supply chain management

Research Contents (연구 내용): 

Modeling of unit operations: H2/CO2 분리, 전환 공정 등 다양한 H2/CCUS 제반 공정 기술 개발

Process integration: H2/CCUS 요소 기술간 및 기존 상용 공정과의 통합 전략 수립

Supply chain network design: 상부구조시스템(superstructure) 기반의 H2/CCU 통합 시스템에 대한 경제성 및 CO2 저감량 분석 및 극대화를 위한 개별 공정 최적화

Scenario-based analysis: 다양한 시나리오 (탄소 감축 및 중립 포트폴리오 등) 기반의 최적 H2/CCUS technology platform 분석

  • Simulation based design and analysis of CCUS processes

          - CO2 capture (absorption, adsorption, membrane)

          - CO2 utilization (catalytic, biological, electrochemical, thermochemical)

          - CO2 storage (depleted gas/oil reservoir, enhancing gas/oil recovery)

  • Optimization of CCUS superstructure network for major industrial sectors 

Representative Research Achievements  (대표 연구 성과): 

CCU based formic acid: Evaluating the environmental impacts of formic acid production from CO2: catalytic hydrogenation vs. electrocatalytic reduction (Green chemistry, 2021, IF=11.034, Outside front cover)

Renewable energy (Bioethanol, H2) supply chain: Carbon-Negative Food Waste-Derived Bioethanol: A Hybrid Model of Life Cycle Assessment and Optimization (ACS Sustain. Chem. Eng., 2022, IF=9.224, Outside front cover)

Industry Projects  (산업/연구 과제): 

CCU based C1/C2 chemicals: 여수국가산업단지 내 이산화탄소 활용 화학제품 생산 공정 환경성 평가 모델 개발 (산업통상자원부 미래 신성장동력 CO2 고부가가치 사업화 플랫폼 구축, 2017~2021, 213억, Co-PI)

CCU based polymers: CCU 공정의 경제성 및 CO2 저감효과 기반 실용성 평가 및 향상을 위한 전산모사, 분석과 최적화 (한국연구재단 유용물질 생산을 위한 Carbon to X 기술개발사업, 2020~2024, 450억, Co-PI)