초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
￭ 최종 목표
본 연구는 환경오염 가스(NOx)를 고선택적·고감도로 검출할 수 있는 기존의 센서와 차별화된 센서 연구를 목표로 하고 있다. 금속산화물/고체 전해질의 헤테로접합 적층구조를 가지는 센서디바이스를 제조하여 종래의 적층 샌드위치형으로부터 적층 평면 검출형의 심플한 센서 구조가 구축 가능하다는 것을 검토하고 센서 검지 물성평가 및 메커니즘의 규명에 대해 연구한다.
￭ 전체 내용
- 내구성 및 내화학성을 지닌 NASICON type의 리튬 이온전도성을 가지는 고체전해질 trans

□ 연구개발 목표 및 내용
￭ 최종 목표
본 연구는 환경오염 가스(NOx)를 고선택적·고감도로 검출할 수 있는 기존의 센서와 차별화된 센서 연구를 목표로 하고 있다. 금속산화물/고체 전해질의 헤테로접합 적층구조를 가지는 센서디바이스를 제조하여 종래의 적층 샌드위치형으로부터 적층 평면 검출형의 심플한 센서 구조가 구축 가능하다는 것을 검토하고 센서 검지 물성평가 및 메커니즘의 규명에 대해 연구한다.
￭ 전체 내용
- 내구성 및 내화학성을 지닌 NASICON type의 리튬 이온전도성을 가지는 고체전해질 transducer 재료의 합성 공정 확립 및 첨가물에 따른 이온전도도 향상
- 감지극인 receptor용 금속산화물 (n-type 반도체 산화물, p-type LnMeO₃ 산화물) 재료 탐색 및 합성법 확립
- 환경오염 NOx용 새로운 임피던스형 세라믹스 가스센서의 적절한 구조와 그 제작법 확립- 가스센서의 물성 평가, 높은 감도, 가스선택성 및 응답속도와 회복속도 향상 연구
- 환경오염 NOx용 신형 전고체형 세라믹스 가스센서의 측정방법의 최적화
◦ 인가전압, 측정 주파수, 측정 온도
◦ 센싱 메카니즘 규명에 따른 가스 센서 구조 개발에 피드백하여 고성능 센서 연구
◦ 측정된 저항 및 캐퍼시턴스의 변화값들에 대한 측정농도와의 상관관계 환산

□ 연구개발성과
- 환경오염 NOx용 새로운 임피던스형 세라믹스 가스센서의 적절한 구조와 그 제작법 확립
- 감지극 재료와 고체전해질 재료의 탐색, 제조 및 물성 향상 확립
- 감지극/고체전해질, 고체전해질/전극 간의 계면구조의 기구 해명 및 센서 응답기구의 해명
- NOx 가스의 1 ~ 500ppm 레벨의 농도 감지할 수 있는 센서 디바이스 구축
- 센서의 NOx 가스에 대한 반응·응답 속도 향상
- 가스 종류 식별의 분리 검지를 위한 impedance 응답 신호 해석 수법을 연구

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
- 본 연구에서는 최종목표인 새로운 형태의 전고체형 세라믹스 환경오염 가스 센서용 검지 재료의 개발과 확립, 그리고 디바이스의 구축과 설계이다. 현재 각 생산현장의 연소기, 자동차 매연 등에 포함된 환경오염 물질을 제거하기 위한 장치들이 성능 향상을 위한 연구개발 중이거나 상용화 시도를 하고 있는데, 이들을 감지하는 기존의 센서는 검지할 수 있는 데이터가 단순하거나 고감도와 안정성에 문제가 있다. 본 연구에서 제안한 것처럼 저렴하고 고성능인 환경 가스 센서를 개발할 수 있으면, 공장, 가정, 자동차, 학교, 병원 등에서의 다방면에 걸친 용도가 기대된다. 환경 가스 농도 분석이 필요한 장소에서는 에너지 절약형 인력, 온사이드 모니터링도 가능해진다. 환경 분야에서는 향후 더욱 더 환경 가스 분석에 관한 관심과 그 수요가 전망된다.
- 또한 다양한 검지물질을 바탕으로 CO₂, SOx 등 다양한 가스와 농도별 선택적 검출이 가능하기 때문에 종래의 센서보다 분석의 폭이 넓어지고 정확한 측정에 응용 될 것으로 기대된다.
- 이를 위해 본 연구개발성과를 활용하여 임피던스형 가스 센서 모듈 제작까지 지속적으로 추진할 계획이며 적용분야 실증 시험 및 센서제조 기술 확립을 위한 개발연구를 지속적으로 진행할 계획

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구개발과제의 개요 및 필요성 ... 4
• 1-2. 최종목표 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 2-1. 1차년도(2018) 수행내용 ... 6
• 2-2. 2차년도(2019) 수행내용 ... 6
• 2-3. 3차년도(2020) 수행내용 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 10
• 1) 연구수행 결과 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 47
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 50
• 6. 참고문헌 ... 51
• 끝페이지 ... 51