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온실가스 메탄으로 친환경 에너지 수확 나선다

2024-09-20 연구/산학

기계공학과 이충엽 교수 연구팀이 과학기술정보통신부가 지원하는 2024년 글로벌 기초연구실 지원사업에 선정됐다. 사진 왼쪽부터 기계공학과 서종민 교수, 이충엽 교수.

기계공학과 이충엽 교수 연구팀, 2024년 글로벌 기초연구실 지원사업 선정
메탄자화균 메탄-메탄올 변환 성능 향상 연구 진행


기계공학과 이충엽 교수 연구팀이 과학기술정보통신부가 지원하는 2024년 글로벌 기초연구실 지원사업에 선정됐다. 이충엽 교수 연구팀은 메탄자화균 메탄-메탄올 변환 성능 향상을 위한 연구에 나설 계획이다.

메탄자화균 유동 현상 기초 연구 진행
메탄은 지구온난화의 주범 중 하나로, 이산화탄소보다 약 20배 강력한 온난화 효과를 보인다. 대기 중에서는 수증기와 이산화탄소 다음으로 많은 온실가스로 현재의 수치는 산업혁명 전 대비 2.5배 증가했고, 이는 화석연료 사용, 축산 등 인간 활동의 산물이다. 메탄 농도의 급증은 기후변화 문제를 심각하게 만들고 있다. 메탄을 보다 효과적으로 처리하고, 유용한 자원으로 변환하는 기술 개발이 시급하다.

이충엽 교수팀은 화학공학과 이은열 교수 연구팀이 연구를 선도하는 메탄자화균(Methanotroph)에 주목했다. 메탄자화균은 실온과 대기압 조건에서 메탄으로부터 유용한 연료인 메탄올로 변환할 수 있어 지구온난화 완화 및 새로운 에너지원 생산에 기여할 수 있다. 기후변화와 에너지 고갈이라는 두 가지 문제를 해결할 수 있는 것이다.

연구의 핵심 목표는 메탄자화균의 메탄-메탄올 변환 성능 개선이다. 연구팀은 멀티스케일 유체역학(Multiscale Fluid Dynamics)을 활용해 메탄자화균의 효율을 극대화하는 방안을 모색한다. 박테리아 군집에서 유동 현상이 발생하는데, 이 현상이 메탄자화균에도 발생한다. 이충엽 교수는 “메탄자화균에서 발생하는 유동 현상이 메탄-메탄올 변환 성능에 어떤 영향을 미치는지에 대한 기초 연구가 전무한 상황”이라며 연구의 중요성을 강조했다.


연구는 3차년도에 걸쳐 진행된다. 연구팀은 메탄-메탄올 변환 성능을 세계 최고 수준으로 끌어올려 세계 선도 그룹으로 도약을 목표로 삼았다.

기초 연구로 세계 선도 그룹 도약할 발판
연구팀은 메탄자화균을 마이크로, 밀리미터, 센티미터에 이르는 멀티스케일에서 유체역학적 특성 연구를 수행하고, 향후 메탄-메탄올 성능 개선에 이르는 방법을 유체역학적 관점에서 제시할 계획이다. 이충엽 교수는 “최종적으로 세계 최고 수준의 메탄올 생산량에 도달하도록 도전할 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 메탄자화균 배양과 멀티스케일 접근 방법, 기포 및 다상유동 실험, 이론 모델 및 시뮬레이션 전문가가 필요하다. 이를 위해 이충엽 교수를 비롯해 기계공학과 서종민 교수, 화학공학과 박범준 교수, 서울대학교 박형민 교수가 참여해 유기적인 집단 연구를 진행할 예정이다. 이충엽 교수는 “각 분야의 융합연구를 통해 새로운 혁신 기술 개발에 나설 협업 관계를 구축했다”고 설명했다. 이 주제로 국제공동연구도 진행된다. 프랑스 연구그룹과 박테리아 군집과 관련된 공동 연구를 진행하고, 더 나아가 ‘ERC horizon’에 지원해 국제연구 네트워크를 강화한다.

3차년도에 걸쳐 진행되는 연구를 통해 연구팀은 시간당 0.332 g/L 수준의 메탄-메탄올 변환 성능을 0.5 g/L 수준으로 끌어올릴 계획이다. 이충엽 교수는 “메탄자화균을 통한 바이오연료 생산 기술의 경제성이 높아지면 화석연료의 대체 에너지원으로 주목받을 수 있어 산업적인 응용 가능성이 크다”고 말했다. 멀티스케일 유체역학 상호작용을 고려한 연구 결과도 전무한 상황이기 때문에 기초 연구를 통해 세계 선도 그룹으로 도약할 것으로 기대된다.


글 김율립 yulrip@khu.ac.kr
사진 정병성 pr@khu.ac.kr

ⓒ 경희대학교 커뮤니케이션센터 communication@khu.ac.kr

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Japan Typography Association, Kyushu Art Directors Club, 그리고 한국브랜드디자인학회의 회원으로 활동 중이며 경희대학교, 계원예술대학교 등에 출강하고 있다. 서울시립미술관 M.I, 한국방송공사 KBS C.I, 구마모토 국제공항 C.I 등 국내외 다양한 기관 및 기업을 위한 브랜드 아이덴티티 디자인을 중점적으로 다루는 아트 디렉터이자, 디자이너로 활동하고 있다. 책 내용 서문_브랜드 태도에는 ‘겸손한 자랑’이 필요합니다. 단순히 자기를 낮추는 것이 아니라, 스스로가 가진 강점과 가치를 당당히 드러내되, 이를 자만으로 보이지 않게 전달하는 것이 중요합니다. 소비자들은 브랜드가 자신감이 넘치면서도 공감할 수 있는 메시지를 전달하길 기대합니다. 이는 고객과의 관계에서 브랜드가 어떻게 자신의 가치를 공유할 수 있는지 보여주는 중요한 전략이 될 수 있습니다._[9쪽] 브랜드 디자인의 기초_브랜드는 개인이나 그룹의 정체성을 반영하며, 개인이 자신을 표현하거나 사회 내 지위를 전달하는 중요한 수단이 된다. 특정 브랜드를 사용하는 것은 그 사람이 특정 사회 계층, 문화 또는 그룹에 속한다는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 럭셔리 브랜드는 부와 사회적 지위를 상징하고, 친환경 브랜드는 지속가능성에 대한 소비자의 의지를 나타낸다. 이처럼 브랜드는 소비자가 자신이 누구인지, 어떤 사람이 되고 싶은지를 표현하는 도구가 된다._[29쪽] 브랜드 전략과 기획_브랜드 경험은 소비자가 브랜드와 상호작용하는 모든 접점에서 느끼는 감정적, 인지적, 감각적 반응을 포괄하는 개념이다. 이는 단순히 제품이나 서비스의 품질에 국한되지 않고, 브랜드가 소비자와 어떻게 소통하며, 그들에게 어떤 감정적 영향을 미치는지를 포함한 총체적인 경험을 의미한다. 브랜드 경험은 브랜드에 대한 소비자의 인식을 형성하고, 그들의 충성도와 구매 행동에 중요한 영향을 미친다._[89쪽] 브랜드 아이덴티티 디자인 개발_브랜드 아이덴티티란 브랜드의 가장 핵심에 위치한 본질(Essence)로부터 출발하여 브랜드의 비전(Vision)과 가치(Value), 미션(Mission)을 기반으로 구축된다. 따라서 브랜드가 세워질 가장 기반으로부터 수립되어 하나의 동력으로 작동할 수 있는 언어적(Verbal), 시각적(Visual)으로 표현되는 요소라고 볼 수 있으며 이는 브랜드가 갖춘 프로덕트나 서비스를 차별화할 수 있는 강력한 수단이 된다._[107쪽] 브랜드 디자인 매니지먼트_디자인 전략에서 리스크 관리는 브랜드의 지속가능성을 보장하고 창의적 과정에서 발생할 수 있는 잠재적 문제를 예방하거나 최소화하는 중요한 활동이다. 창조 리스크는 디자인과 브랜딩 전략의 개발 및 실행 중 발생할 수 있는 불확실성과 부정적 결과를 포함하며, 이는 다양한 요인(소비자 반응의 불확실성, 시장 변화, 기술적 한계, 내부 이해관계자 간의 의견 차이)에 의해 나타난다. 성공적인 리스크 관리는 브랜드의 일관성, 시장에서의 경쟁력, 소비자 신뢰를 유지하는 데 필수적이다._[213쪽] 에필로그_기업의 사회적 책무를 뜻하는 단어로 ESG를 사용하기도 한다. 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      21개의 동사로 풀어가는 영미 유럽 명작 동사 수업 경희대학교 후마니타스칼리지 이병수 교수의 명작 강의 수원시립도서관 대형 강의실 만석을 기록하며 수년간 이어져온 고전 강의의 정수! “내 인생 최고의 고전 수업” “삶이 무엇인지 질문받았을 때, 이 강의가 떠올랐다” 이병수 지음 | 140*200 | 260쪽 | 무선 | 18,000원 | 2025년 1월 30일 ISBN 978-89-8222-785-1 (03800) 『동사 수업』은 근현대를 풍미한 영미 유럽 명작을 중심으로 작품이 주는 감동과 울림을 전한다. 경희대학교 후마니타스칼리지에서 문학, 철학, 언어를 아우르는 강의와 연구를 진행해 온 이병수 교수는, 시니어 인문대학 등 여러 곳에서 삶의 지평을 넓히는 인문학 강의를 이어왔다. 특히 수원의 선경도서관에서 진행한 『레미제라블』 『안나 카레니나』 『변신』 『햄릿』 『이방인』 등 50편이 넘는 고전 명작에 대한 동명의 강의는 대형 강의실 만석을 기록하며 수년간 인기리에 진행되었다. 이 책을 쓴 주된 이유도 수업을 듣고 그 감동을 공유하기를 원하는 여러 수강생의 요청이 있었기 때문이다. 이 책은 21편의 고전 명작과 ‘사랑하다’ ‘꿈꾸다’ ‘방황하다’ ‘행동하다’ 등의 여러 동사를 키워드로 하고 있다. 5부로 나누어 붙인 표제는 공감/상상/행동/표현/열정이다. 이 가운데 고전 작품에 어울리는 하나의 동사를 주제로 삼고, 그 동사로 지은 문장이 주는 가치를 공유하였다. 동사가 의미하는 행동언어에 관한 인문학 수업인 셈이다. “볼 줄 알고 보는 것을 좋아하는 눈에는 모든 게 천국이다.” 보는 것과 읽는 것을 즐기는 사람에게 이 세상을 그리는 책은 천국과 같다. 그리고 그 키워드는 ‘동사’다. 보고 읽는 행동이 있어야 천국을 경험할 수 있기 때문이다. 우리 눈앞에 펼쳐진 우주라는 책을 읽는 건 몸을 움직여 감각으로 느끼는 일이다. 『동사 수업』의 글들은 생각에만 머무르지 말고, 몸을 열어 우주를 보고 읽으며 천국을 경험해 보자는 건의서다. 저자 이병수 교수는 학교나 교외에서 인문학 강의를 할 때면 이러한 질문을 자주 받는다고 했다. “책을 읽지 않는 사람은 불행한 삶을 사나요?” 그때 저자는 이렇게 답하곤 한다. “글을 읽을 줄 모르는 사람도 얼마든지 행복을 느끼며 살 수 있습니다. 그러나 글을 읽을 줄 알고, 책 읽기를 좋아하는 사람은 다른 사람보다 훨씬 고도의 행복을 누리며 삽니다. 그리고 좋은 책을 골라서 올바르게 읽으며 감동을 얻는 최선의 길은 명작을 많이 읽는 것입니다.” 그것이 저자가 이 책에서 고전 명작의 문장을 해석 대상으로 삼은 이유이다. 또한 이 책에서는 작품의 문학적 위치와 작가의 생애 등 전기적 비평을 살펴보고 작품 읽기, 주요 문장에 대한 해석으로 고전에 대한 이해를 높이고 우리의 삶을 반추할 수 있도록 하고 있다. 차례 들어가는 말 공감 사랑하다 – 플라톤, 『향연』 존경하다 – 제인 오스틴, 『오만과 편견』 이해하다 – 레프 톨스토이, 『안나 카레니나』 듣다 – 프란츠 카프카, 『변신』 상상 꿈꾸다 – 어니스트 헤밍웨이, 『노인과 바다』 갈등하다 – 윌리엄 셰익스피어, 『햄릿』 보다 – 마르셀 프루스트, 『잃어버린 시간을 찾아서 – 스완네 집 쪽으로』 방황하다 – 단테 알리기에리, 『신곡-지옥 편』 행동 행동하다 – 앙투안 드 생텍쥐페리, 『야간비행』 탐구하다 – 플라톤, 『소크라테스의 변론』 모험하다 – 루이제 린저, 『삶의 한가운데』 반항하다 – 알베르 카뮈, 『이방인』 표현 울다 – 빅토르 위고, 『레미제라블』 그리다 – 서머싯 몸, 『달과 6펜스』 말하다 – 니코스 카잔차키스, 『그리스인 조르바』 쓰다 – 장 폴 사르트르, 『구토』 열정 춤추다 – 프리드리히 니체, 『차라투스트라는 이렇게 말했다』 싸우다 – 요한 볼프강 폰 괴테, 『파우스트』 미치다 – 스탕달, 『적과 흑』 반복하다 – 밀란 쿤데라, 『참을 수 없는 존재의 가벼움』 태어나다 – 헤르만 헤세, 『데미안』 지은이 : 이병수 경희대학교 후마니타스칼리지의 교수로 재직하며, 필수 교과목 가운데 하나인 ‘인간의 가치 탐색’을 중심으로 문학, 철학, 언어를 아우르는 강의와 연구를 진행해 왔다. 프랑스 Montpellier III 대학에서 문학 박사 학위를 받았고, 동서양의 문예에 대한 다수의 연구논문을 썼다. 주로 고전과 유럽 문명 강의로 이름을 알렸으며, 이 외에도 시니어 인문대학 특강은 삶의 지평을 높이는 인문학 강의로 평가받고 있다. 수원선경도서관 등에서 50편이 넘는 고전 명작에 대한 강의를 수년간 인기리에 진행했다. 『행복은 어디에 있나요』, 『드라큘라』, 『청춘은 책의 날개 위에 꽃핀다』 등의 역서와 공저가 있다. 『동사 수업』은 ‘동사’와 ‘고전’에 대한 깊은 사색의 글이다. 책 내용 들어가는 말_두어 해 전이었다. 가을 학기가 끝나고 방학이 시작될 무렵, 한 학생에게 메일을 받았다. 학기가 끝나면 종종 학생들이 이러저러한 이유로 자신의 마음을 전하곤 한다. …면접 끝에 갑자기 한 면접관이 이런 무거운 주제의 질문을 던지더란다. “삶이란 무엇이라 생각하나요?” 그 순간 학생의 머릿속에는 우리가 고전 강의 시간에 다룬 『그리스인 조르바』에서 나타난 삶의 현재성과 직접성, 『이방인』의 주인공 뫼르소가 보여주는 삶의 부조리함과 허무에 대한 인식, 그에 대항해 나가는 반항적 인간으로서의 삶에 대한 열정 등이 떠오르며 망설임 없이 대답을 마쳤다 한다._이병수 (저자) 공감_불행하게도 그의 가족들은 그레고르의 말에 귀를 기울이지 않는다. 우리는 상대방을 인정하지 않고 싶을 때 제일 먼저 그 사람의 말을 듣지 않는다. 설사 말을 듣고 있다 해도 전혀 공감대를 형성하지 못한다. 그레고르의 가족은 그가 하는 말을 들으려고 하지 않는다. 그가 하나의 인격체이자 인간이라는 사실을 인정하지 않는 것이다. 결국 그레고르는 가족에게 인간으로 받아들여지지 못하고 버림받는다._[듣다, 57쪽] 상상_방황한다는 것은 빛을 잃고 어둠 속에 잠긴다는 뜻이다. 내가 가는 길을 비춰주는 등불을 잃은 것이다. 우리의 주인공은 인생 중반, 말하자면 기독교 중심의 서양 문화에서 통상적으로 말하는 서른다섯 살 나이에 인생의 올바른 길을 잃고 방황하고 있다. 어디로 가야 하는지, 어떻게 살아야 하는지를 모르게 된 것이다. 그는 인생의 목적을 상실하고 절망하고 있다. 지금까지 살아오면서 가졌던 확신은 사라지고 신념이 흔들리고 있다. 인생에서 좌표를 잃은 사람은 돌아갈 곳이 없는 사람이다._[방황하다, 100쪽] 행동_우리는 스스로 행동 대열에 동참함으로써 나와 타인의 삶을 지속시킬 수 있다. 개인의 행동은 자신만을 위한 것이 아니라 사회 전체를 위한 공동선의 실현이다. 그러므로 나의 작은 행동은 더 할 수 없는 가치를 갖는다. 사소하게 보이는 개인의 미미한 행동이 거대한 물결이 되어 인간사회를 전진시킨다. 가냘픈 나비 날개가 일으키는 미세한 파동이 폭풍우를 불러오는 이치와 같다._[행동하다, 114쪽] 표현_사르트르가 쓴 『구토』는 철학 소설이다. 인간의 실존과 부조리성을 다룬 소설로 유명하다. 그리고 자전적 소설로 소설 속 로캉탱은 사르트르 자신을 투영시킨 것으로 알려져 있다. 작가는 말한다. ‘나는 로캉탱이었다. 나는 그를 통하여 만족스럽지 못하나마 내 삶의 본질을 표현했다.’ 그가 삶의 본질을 표현하는 일은 인간이라는 존재의 참모습이 무엇인가를 글로 써내는 일이다. 사르트르에게 글쓰기는 조약돌과 같은 사물을 만났을 때 느끼는 감정에 관한 보고서이다._[쓰다, 190쪽] 열정_아기가 어머니의 자궁에서 세상 밖으로 나오는 일은 일생일대의 큰 모험이다. 자궁이라는 알에서 나오는 새 생명의 탄생, 그보다 경이로운 일은 없다. 그런데 작가 헤르만 헤세는 우리에게 알을 깨고 나오는 일은 일회성으로 끝나는 게 아니라고 말한다. 우리는 살아가면서 자신의 둥지, 즉 알의 세계를 만든다. 어린아이 때부터 죽을 때까지 우리는 알을 만들었다 부수기를 반복한다. 우리가 하나의 둥지에서만 일생을 보낼 수는 없기 때문이다._[태어나다, 252쪽]