“Closing the Carbon Cycle for Sustainable Energy & Environment”- 탄소에너지시스템연구실(CnESL)은 인류의 지속 가능한 발전을 위해 반드시 해결해야 하는 에너지와 지구온난화 문제를 탄소의 순환구조로 인식하고, 이에 대한 근본적이고 능동적인 해결책을 제시하는 것을 연구목표로 한다. 융합 과학 및 공학적 지식을 바탕으로 비전통 화석연료의 개발 및 지속가능한 활용에서부터, 이산화탄소 포집 및 처리 기술을 아우르는 다양한 에너지 및 환경 관련 연구 주제를 다룬다. 중점연구 분야로는, (i) 이산화탄소 포집 및 전환을 위한 플랫폼 소재 개발, (ii) 포집된 이산화탄소를 영구적으로 고정화하는 동시에 고부가가치화하는 광물 탄산염 전환 기술, (iii) 일명 ‘불타는 얼음’으로 알려진 메탄 하이드레이트 개발 및 가스 하이드레이트 응용 연구, 마지막으로 (iv) 신·재생에너지원으로부터 생산된 에너지를 효과적으로 저장하기 위한 화학열 저장 소재 및 공정 기술 개발이다.