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핵심기술
기존의 멤브레인 소재들이 가지고 있는 특성의 한계를 극복할 수 있는 고성능 원천 소재 기술
O 신규 고분자를 기반으로 하는 원천 소재 기술
O 신규 고분자 멤브레인에 부합하는 제조 공정 기술
O 다기능성 고분자 멤브레인을 활용한 Application 적용 기술
- 산업통상자원부, 산업기술평가관리원, 프라운호퍼 등에서 발행하는 뉴스레터 및 사업 관련 내용을 지속적으로 업데이트하여 최신 정보 공유 공유함.
- 홈페이지 오픈 후 월 평균 방문자가 26,794명(순수방문자 : 1,800여명)에 이를

핵심기술
기존의 멤브레인 소재들이 가지고 있는 특성의 한계를 극복할 수 있는 고성능 원천 소재 기술
O 신규 고분자를 기반으로 하는 원천 소재 기술
O 신규 고분자 멤브레인에 부합하는 제조 공정 기술
O 다기능성 고분자 멤브레인을 활용한 Application 적용 기술
- 산업통상자원부, 산업기술평가관리원, 프라운호퍼 등에서 발행하는 뉴스레터 및 사업 관련 내용을 지속적으로 업데이트하여 최신 정보 공유 공유함.
- 홈페이지 오픈 후 월 평균 방문자가 26,794명(순수방문자 : 1,800여명)에 이를 정도로 활성화 정도가 높음.
- 미국 중국 등 해외에서도 홈페이지를 방문자가 있었는데, 이는 페이지를 통한 해외 홍보 효과가 있었음 알 수 있음.
O 개발 소재에 부합하는 평가 기술(신뢰성 확보)

최종목표
다기능성 고분자 멤브레인 소재 제조기술 개발 및 상업화
1세부. 연료전지 성능을 확보할 수 있는 상업적 수준의 탄화수소계 강화복합막 제조 기술의 개발

2세부. 신규 멤브레인용 고분자를 바탕으로 한 고효율 정수처리용 멤브레인 제조 기술 개발

3세부. 초저전력 정삼투식(FO) 플랫폼에 적합한 고유량 멤브레인, 고효율 유도용질 및 회수시스템 개발

4세부. OBIGGS용 고투과 선택성 고분자소재의 합성 및 멤브레인, 모듈 제조 기술 개발 및 상업화

개발내용 및 결과
1) 개발 기술
1세부. Roll to Roll 강화복합막 개발, MEA 평가

2세부. Pilot scale AMC 소재 중공사 멤브레인 및 고유량 MF
멤브레인 제조 기술 개발

3세부. FO 멤브레인 및 모듈 개발 및 제조 기술 개발
Lab-scale FO 분리막 test-bed 구축 및 물-통합형(Water integrated) FO system 개발
에너지 통합형 FO공정에 적용 가능한 유도용질 개발

4세부. 고투과선택성 OBIGGS용 멤브레인 소재 개발
- 고분자, 중공사 멤브레인 및 모듈, OBIGGS 시스템

2) 실증 단계 진입
1세부.
- 이동형 연료전지 시스템 개발 완료
- 건물용 연료전지 Stack 제작 및 평가
- 수송용 MEA 개발 및 평가

2세부.
- 중공사 멤브레인 상용모듈 제조기술 개발(막면적 75m²)
- 복합 기능성 고유량 MF 제조 기술 개발 및 판매(필터여재)

3세부.
- FO-RO 하이브리드 실증 파일럿(삼척/동부발전 화력발전소 內 site)을 구축하여 에너지 소모율을 확인 완료

4세부.
- 항공 및 선박용 OBIGGS 신뢰성 평가 완료
→ 항공기(KUH) : 한국항공우주산업(KAI) 및 국방기술 품질원 환경시험 및 비행시험 완료 (결과: 합격)
→ 선박 : 선급(ABS) Type Approval 기준에 준하여 형식 승인인증

3) 시장 진입
1세부.
- 원소재 및 멤브레인, MEA의 국내외 판매 시작
- 수전해, 이차전지 등 연관 산업으로의 적용 범위 확대
- 이동형 연료전지 판매 시작, 해외 시장 Open Innovation

2세부
- 친수성 신규소재(AMC) 중공사 멤브레인 모듈 인증 취득
(수도용 막모듈 인증 KWWA-16-004)
- 고유량 MF 여재 및 중공사 멤브레인 방사장치 국내외 판매

3세부
- 국토부 FOHC사업단 FO 멤브레인 납품 MOU 체결
- 국내 대학/연구기관 멤브레인 샘플 판매

4세부.
- KUH 사업에 OBIGGS 공급 확정
- 선박용 OBIGGS 실질 인증 확보를 통한 시장 진입

기술개발 배경
1세부.
1) 에너지 패러다임 변화 및 환경 규제에 대한 적극적 대응 필요
- 일본의 수소에너지 로드맵, 미/EU의 환경 규제 강화 심화
- 수소.연료전지 시장 급성장 시나리오에 따른 핵심소재 확보 절실
2) 전 세계적인 독점 구조의 소재 공급 폐단 극복 필요
- 소수의 다국적 소재기업에 의한 독점 구조의 공급 체계
3) 기존 소재의 한계 극복, 세계화 가능성
- 탄화수소계 소재로 접근, 기존의 원료 공급 한계성 극복 가능

2세부.
1) 인구증가, 기후변화 등으로 물산업 확대(2020년 물산업 약 800조원 규모로 성장 전망)
2) 차세대 수처리 기술로 멤브레인 여과 공법 적용 확대
3) 기존 멤브레인 소재의 한계를 극복하는 신규 소재 개발 필요

3세부.
1) 수처리 산업의 패러다임이 화학처리 및 증발방식에서 멤브레인 방식으로 전환

2) 현재 수준 이상의 수투과도를 확보하면서 저압에서 운전이 가능하여 에너지 소모량을 극소화 하는 정삼투 (FO) 멤브레인 플랫폼 기술 개발이 필요

4세부.
1) 항공기 및 선박의 OBIGGS 시스템에 공급할 수 있는 저가 고성능의 기체 분리막 소재, 모듈 및 OBIGGS 시스템 개발의 필요성에 의해 개발

핵심개발 기술의 의의
1세부.
1) 연료전지용 전해질막의 국산화로 소수의 다국적 기업에 의한 독점적 공급의 한계 극복
2) 탄화수소계 소재의 가격 경쟁력에 기반, 연료전지의 경제성 확보

2세부.
1) 신규 멤브레인 소재 원천기술 확보 및 국산화
2) 고분자 소재의 우수성으로 멤브레인 선진기술격차 극복
3) 멤브레인 제조 설비 package 기술 확보로 기술 자립

3세부.
1) 국제적 상용화 사례가 없는 고난이도 FO 멤브레인 소재
기술 개발 및 시스템 담수화 기술 확보
2) FO 원천 기술 확보를 통해 향후 수처리 분야에서 글로벌 부품 소재 시장을 선도

4세부.
1) OBIGGS 기술 개발을 통해 해외 거대기업의 독점 시장 진입
2) 저가의 고성능 소재 개발을 통한 경제성 확보

적용 분야
○ 수소연료전지 : 연료전지 자동차, 건물용 및 이동형 연료전지, 수전해, 농도차 발전, REDOX 전지
○ 정수처리 : 정수, 하수재이용, 해수담수 전처리, 반도체, 식품
○ 해수담수화 : 담수생산, 염도차 발전, Bio-Purification, 자원추출, 오일 정제
○ 기체분리 : OBIGGS 시스템(선박 및 항공), 다양한 기체분리 시장(CO2, 반도체용 가스, 매립지 가스)

(출처 : 기술개발사업 단계보고서 초록 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기술개발사업 단계보고서 초록(총괄) ... 3
• 기술개발사업 주요 연구 성과 ... 26
• 목차 ... 66
• 제 1 장 기술개발 내용 및 방법 ... 68
• 제 1 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 68
• 제 2 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 73
• 제 2 장 결과 및 향후 계획 ... 91
• 제 1 절 총괄과제 연구개발 결과 및 실적 ... 91
• 제 2 절 세부과제별 최종 연구결과 요약 ... 111
• [1세부] ... 111
• [2세부] ... 234
• [3세부] ... 296
• [4세부] ... 404
• 끝페이지 ... 525