초록 ▼

1. 개발목표
산업현장 유해가스, 대기오염물질(HF, CO, SO₂, NO₂, Cl₂) 누설여부 감지를 위한 5%미만 상호 간섭성과 10%미만 정밀도의 전기화학식 가스센서 요소기술 개발 및 USD 10$ 이하의 제조원가 확보를 위한 대량 생산 기술 개발

▪ 1차년도 개발 목표
- 전기화학식 가스센서 전극, 전해질 특성 향상기술 개발을 통한 향상된 성능의 H₂S, CO 전기화학식 가스센서 개발
- 목표 신뢰성의 타당성 확인 및

1. 개발목표
산업현장 유해가스, 대기오염물질(HF, CO, SO₂, NO₂, Cl₂) 누설여부 감지를 위한 5%미만 상호 간섭성과 10%미만 정밀도의 전기화학식 가스센서 요소기술 개발 및 USD 10$ 이하의 제조원가 확보를 위한 대량 생산 기술 개발

▪ 1차년도 개발 목표
- 전기화학식 가스센서 전극, 전해질 특성 향상기술 개발을 통한 향상된 성능의 H₂S, CO 전기화학식 가스센서 개발
- 목표 신뢰성의 타당성 확인 및 신뢰성 평가기준 개발
- 내 환경 시험항목 및 시험절차 수립

▪ 2차년도 개발 목표
- 상호 간섭성 최소화를 위한 전극 및 필터 기술 개발을 통한 전기화학식 HF,NO₂, SO₂ 센서 개발 및 자동 조립 생산을 위한 신규 센서 개발
- 개발 대상 제품(대표 모델)의 신뢰성 분석 및 신뢰성 향상
- 개발 대상 제품의 성능 및 환경시험

▪ 3차년도 개발 목표
- 신규 Solid polymer electrolyte 개발을 통한 전기화학식 Cl₂ 센서 개발 및 공정 단순화를 위한 신규 전극 substrate 개발을 통한 대량 생산 기술 개발
- 전기화학식 가스센서 신뢰성 기준(안)의 신뢰성 인증위원회 상정 및 제정
- 개발 대상 제품(대표모델)의 목표 신뢰성 달성 확인

2. 개발내용 및 결과
▪ 주관기관 : (주)센코
- 전기화학식 가스센서의 전극, 전해액, 구조 관련 요소기술 개발
- 신규 전기화학식 가스센서 전극 구조 및 센서 구조 개발
- 확산 방지막에 따른 출력 변화 평가 및 최적화
- 간섭물질에 대한 상호 간섭성 최소화를 위한 필터물질 개발
- 전기화학식 가스센서 전극 표면적 극대화를 위한 colloid 방법의 전극 물질제조 기술 개발
- 전극 poisoning 억제를 위한 alloy catalyst 개발
- 간섭성 평가 기준에 대하여 국제 기준 등을 검토하여 설득력 있는 기준 마련
- 제조원가 최소화를 위한 센서 구조 설계 및 프로토 타입 개발
- 양산 가능한 가스센서 제조 공정 절차 수립 완료
- 전기화학식 CO, H₂S, NO₂, SO₂, HF, NH₃, CO&H₂S dual, 2E CO, Alcohol 등 다양한 전기화학식 가스센서 요소기술 및 시작품 개발
- Solid polymer electrolyte의 전기화학식 적용 가능성 확인 및 MEA 전극 형성공정 기술 개발
- 개발 완료된 센서 시작품에 대한 공인기관 시험성적서 확보 및 data sheet 정리

▪ 참여기관 : 한국산업기술시험원
- 전기화학식 가스센서 신뢰성기준 개발
① 전기화학식 가스센서 신뢰성기준 개발을 위한 기술정보 조사
② 전기화학식 가스센서 신뢰성기준 개발을 위한 고장요인 분석
③ 신뢰성기준 제정을 위한 고장모드 분석 및 고장재현 시험
④ 신뢰성기준(환경시험) 제정을 위한 가스센서 비교평가
⑤ 신뢰성기준(수명시험) 제정을 위한 가속수명시험법 개발
- 전기화학식 가스센서 신뢰성 기준 제정
① 전기화학식 가스센서 신뢰성 기준
② 전기화학식 가스센서 신뢰성 기준 해설서
③ 신뢰성표준제정 자문위원회 구성 및 개최
④ 전기화학식 가스센서 신뢰성기준 제정 완료
⑤ 전기화학식 가스센서 가속수명시험법 논문발표 및 게제
- 신뢰성 평가기준에 의한 신뢰성 달성 확인
① 개발 대상품(대표모델 : CO 및 H₂S)의 신뢰성 시험
② 개발 대상품(대표모델 : CO 및 H₂S)의 신뢰성 인증

3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
- 국내 전기화학식 CO, H₂S, NO₂, SO₂, HF, NH₃ 등 다양한 가스센서 제조 기술 확보
- 국산화를 통한 시장 창출 및 관련 산업 육성
- 국내 가스 측정기 분야의 핵심부품으로 사용되고 있어 산업 분야 전반에 경제적 영향을 주는 핵심 기술의 국산화를 통해 다양한 산업 육성의 기틀 마련 제공
- 중국을 포함 급성장하고 있는 아시아 지역을 발판 삼아 US 10M$ 이상의 해외수출 효과 가능

4. 적용분야
- 산업가스 안전기기 핵심 분야로 적용
- 환경 계측기의 핵심 센서로 활용
- 유해물질 및 유독물질 감지 부품으로 적용
- 가전 용품 내 유해물질 측정 부품으로 적용

( 출처: 최종보고서 초록 - 개발목표 및 내용 4p )

Abstract

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최 종 보 고 서 제 출 서 ... 2
• 제 출 문 ... 3
• 부품소재기술개발사업 최종보고서 초록 ... 4
• 목차 ... 6
• 제1장 서론 ... 8
• 제1절 기술개발대상 부품·소재의 개요 ... 8
• 1. 부품·소재의 원리 ... 9
• 2. 부품·소재의 구조, 핵심 및 요소기술 ... 11
• 3. 국내·외 제품기술 및 시장 현황 ... 14
• 제2절 기술개발 목표 및 내용 ... 16
• 1. 최종목표 및 평가방법 ... 16
• 2. 연차별 개발 목표 및 내용 ... 22
• 제2장 본론 ... 48
• 제1절 기술개발의 목표 및 달성여부 ... 48
• 제2절 기술개발의 내용 수행실적 ... 53
• 1. 기존 선진국 제품에 대한 벤치마킹 ... 53
• 2. 저가의 MWCNT(Multi wall carbon nanotube)를 담지체로 활용한 전극 물질 제조 기술 개발 ... 76
• 3. 전극 물질 조성 및 조합에 의한 가스센서 특성 평가 ... 80
• 4. PTFE막의 표면 특성 개질 기술 개발 ... 87
• 5. 습도 영향 최소화를 위한 콜로이드 형 전해질 기술 개발 ... 90
• 6. H2S, CO 전기화학식 가스센서 시작품 개발 ... 92
• 7. 가스센서의 특성 평가 기술 개발 ... 98
• 8. 제조원가 최소화를 위한 센서 구조 설계 및 프로토 타입 개발 ... 104
• 9. 확산방지막에 따른 출력변화 평가 및 최적화 ... 108
• 10. 전기화학식 가스센서 전극 표면적 극대화를 위한 Colloid 방법의 전극 물질 제조 기술 개발 ... 122
• 11. 전극 Poisoning 억제를 위한 Alloy catalyst 개발 ... 126
• 12. 전기화학식 가스센서 시작품 개발을 위한 공정 요소기술 개발 ... 130
• 13. 전기화학식 알코올 가스센서 개발 ... 141
• 14. 전기화학식 CO, H2S 센서의 장기 안정성 평가 ... 143
• 15. 간섭성 평가 기준에 대하여 국제 기준 등을 검토하여 설득력 있는 기준 마련 ... 144
• 16. Solid polymer electrolyte 적용 기술 개발 ... 146
• 17. 전기화학식 가스센서 신뢰성기준 개발 ... 151
• 18. 전기화학식 가스센서 신뢰성 평가기준 제정 ... 221
• 19. 신뢰성평가기준에 의한 개발품의 신뢰성 달성 확인 ... 247
• 20. 정량적 목표에 대한 공인시험기관의 공인시험 결과 ... 250
• 21. 산업재산권 출원, 등록 및 논문 게재, 발표 ... 399
• 제3절 수행주체별 담당내용 및 협력 ... 402
• 제3장 결론 ... 407
• 제1절 기술 개발 결과 ... 407
• 제2절 사업화 계획 ... 411
• 부록 1. 전기화학식 CO 가스센서 data sheet ... 413
• 부록 2. 전기화학식 H2S 가스센서 data sheet ... 415
• 부록 3. 전기화학식 NO2 가스센서 data sheet ... 417
• 부록 4. 전기화학식 NH3 가스센서 data sheet ... 419
• 부록 5. 전기화학식 2E CO 가스센서 data sheet ... 421
• 부록 6. 전기화학식 CO & H2S dual 가스센서 data sheet ... 423
• 부록 7. 전기화학식 SO2 가스센서 data sheet ... 425
• 부록 8. 전기화학식 Cl2 가스센서 data sheet ... 427
• 부록 9. 전기화학식 Alcohol 가스센서 data sheet ... 429
• 끝페이지 ... 431