초록 ▼

핵심기술
ㅇ고순도 나노카본 충전제 분산성 향상 및 표면 평활도 확보를 통한 나노카본 적용 반도전 컴파운드 복합소재의 전기적 특성 및 기계적 물성 최적화 기술

최종목표
ㅇ나노카본 분산성 향상을 통한 반도전층의 표면 평활도 확보기술 개발
- 반도전 압출 시편의 단위면적당 돌기(40㎛(폭), 20㎛(높이)이상) 개수: 0.1개/㎡
- 반도전 수지 내 나노카본의 분산도: 저항 균일도 94%이상
ㅇ나노카본 기반 반도전 컴파운드의 물성 최적화 기술 개발
- 반도전 시편 체적저항율(@90℃): 10Ω

핵심기술
ㅇ고순도 나노카본 충전제 분산성 향상 및 표면 평활도 확보를 통한 나노카본 적용 반도전 컴파운드 복합소재의 전기적 특성 및 기계적 물성 최적화 기술

최종목표
ㅇ나노카본 분산성 향상을 통한 반도전층의 표면 평활도 확보기술 개발
- 반도전 압출 시편의 단위면적당 돌기(40㎛(폭), 20㎛(높이)이상) 개수: 0.1개/㎡
- 반도전 수지 내 나노카본의 분산도: 저항 균일도 94%이상
ㅇ나노카본 기반 반도전 컴파운드의 물성 최적화 기술 개발
- 반도전 시편 체적저항율(@90℃): 10Ω.m이하
- 반도전 시편 인장강도: 1.5kgf/㎟(23℃), 1.35kgf/㎟(121℃, 168시간)이상
- 반도전 시편 신율: 180%(23℃), 162%(121℃,168시간)이상
ㅇ나노카본 기반 반도전 컴파운드의 불순물 제어기술 개발
- 반도전 컴파운드의 이온성 불순물 함량 : 100ppm 이하

개발내용 및 결과
ㅇ초고압 케이블용 나노카본 기반 반도전 컴파운드 소재 기술 개발 완료
ㅇ베이스 수지 내 나노카본 분산성 향상을 시킬 수 있는 분산공정 개발을 통해 반도전층의 표면 평활도 확보 기술 개발 완료(공인인증기관을 통해 분산균일도 평가 완료)
ㅇ체적고유 저항, 기계적특성(인장강도/신장율)등의 공인 인증기관 평가를 통한 나노 카본 반도전 컴파운드의 물성 최적화 기술 개발 완료
ㅇ나노카본 반도전 컴파운드 생산 공정을 One-Pass Line으로 구축함으로써 나노카본 기반 반도전 컴파운드의 불순물 제어기술 개발 완료함.(이온불순물 함량 공인인증기관 평가 완료)

기술개발 배경
ㅇ초고압 전력케이블의 경량화 또는 컴팩트화는 케이블 절연층의 두께를 감소시킴으로써 실현될 수 있는데, 이를 위해서는 반도전층의 돌기발생을 최소화하고 표면 평활도를 확보할 수 있도록 나노카본 기반의 초평활 반도전 컴파운드 복합소재를 개발하는 것이 매우 중요함.

ㅇ나노카본 기반 반도전 컴파운드 복합소재 기술은 초고압 케이블 경량화를 위한 핵심기술로서 반도전층 돌기발생 제어 및 계면 평활화를 통해 케이블 절연층의 두께를 획기적으로 줄일 수 있으며, 이에 따라 케이블 제조과정에서 원재료 및 공정시간 단축, 소요 에너지 절감, 유해물질 배출감소 등에 의한 전력케이블 원가 절감 및 생산효율 증가가 가능함.

ㅇ나노카본 기반 초평활 반도전층의 개발을 통해 전력케이블의 절연층 두께를 감소시키게 되면, 동일한 케이블 직경에 대해 도선의 면적을 증가시킬 수 있기 때문에 정격전류 증가를 통한 에너지 전송효율을 크게 향상시킬 수 있음.

ㅇ따라서, 초평활 특성의 나노카본 기반 반도전 컴파운드 소재기술은 에너지 전송효율 증대를 통한 국가적 에너지 효율 향상, 스마트 그리드의 차세대 전력망 안정성 향상, 타 등급 전력케이블에의 확대 적용을 위한 기반기술 확보 및 유럽 등 해외시장 진입장벽 해소에 필수적인 기술임.

핵심개발 기술의 의의
ㅇ미국 또는 유럽 등 선진국의 경우 나노소재를 이용한 반도전층 소재의 개발이 진행되고 있으나, 국내의 경우에는 이러한 나노소재 또는 나노기술이 적용된 반도전 복합소재 및 전력케이블 상용화 기술개발은 매우 미미한 상태로 최근 세계적으로 확대되고 있는 초고압 전력케이블 시장추세를 감안할 때 시급하게 개발되어야 할 차세대 소재기술임.

ㅇ나노카본 적용 반도전 복합소재 개발을 통한 초고압 케이블 반도전층의 표면 평활도 향상은 고순도 나노카본을 고분자 수지에 고도 분산시키는 기술이 필요한데, 나노카본의 표면개질 및 가공기법을 통한 분산성 향상 기술은 경쟁 선진사 대비 취약하기 때문에 이에 대한 기술개발이 시급하게 요구됨.

적용 분야
ㅇ케이블 반도전 소재
ㅇ본 사업을 통해 습득한 나노카본 분산 기술을 통해 고강도 경량화 소재, 대전 방지 소재, 방열 소재 등 다양한 분야에 적용 가능함.

(출처 : 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 10
• 목차 ... 17
• 제 1 장 서 론 ... 18
• 제 1 절 과제의 개요 ... 18
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 방법(기술개발 내용 및 방법) ... 21
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 21
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 24
• 제 3 절 수행 결과의 보안등급 ... 29
• 제 4 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 29
• 제 3 장 결과 ... 31
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 31
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 31
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 34
• 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 ... 141
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 142
• 1. 연차별 추진체계 ... 142
• 2. 각 기관/기업 별 역할 및 추진 내역 ... 144
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 145
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 146
• 제 4 장 사업화 계획 ... 149
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 149
• 제 2 절 사업화 계획 ... 151
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획 ... 154
• 끝페이지 ... 155