초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
본사의 정류 전기적 시냅스를 모사한 정류 고분자전해질 원천기술을 발전시켜 고성능/저가의 고분자전해질 상용화 기술을 개발하고, 정류 고분자전해질을 적용한 정류 역전기투석 기술을 개발함으로써 획기적으로 에너지 효율 개선 및 원가 절감한 담수화 기술을 실현하여 미래 환경·에너지 소재 및 담수화 시장을 선점할 기틀을 마련
전체 내용
1) 전기투석 담수화, 연료전지, ESS 기술 산업화 및 상품성 개선을 위해 향상된 선택성과 전도도, 내구성(열적, 화학적, 기계적 특성)을 가지는 저가,

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
본사의 정류 전기적 시냅스를 모사한 정류 고분자전해질 원천기술을 발전시켜 고성능/저가의 고분자전해질 상용화 기술을 개발하고, 정류 고분자전해질을 적용한 정류 역전기투석 기술을 개발함으로써 획기적으로 에너지 효율 개선 및 원가 절감한 담수화 기술을 실현하여 미래 환경·에너지 소재 및 담수화 시장을 선점할 기틀을 마련
전체 내용
1) 전기투석 담수화, 연료전지, ESS 기술 산업화 및 상품성 개선을 위해 향상된 선택성과 전도도, 내구성(열적, 화학적, 기계적 특성)을 가지는 저가, 대면적의 정류 고분자전해질 기술 개발
2) 시뮬레이션을 통해 최적의 정류 고분자전해질을 설계하고 막특성 제어기술을 통해 정류 전기투석에 최적화된 고효율의 정류 고분자전해질 개발
3) 정류 고분자전해질을 이용하여 이온정류특성을 활용한 역전극에서도 scale 제거와 동시에 연속적으로 담수화가 가능한 정류 역전기투석 기술 개발
4) 소규모, 이동형, 안티파울링 정류 전기투석 담수화 플랜트 개발 및 실증

1차년도
목표
이론적인 계산 및 실험적으로 정류 고분자전해질 특성 제어 조건을 확립하고, 높은 이온선택성, 이온전도도의 정류 고분자전해질의 구성 및 morphology를 설계하고 제작 및 평가
내용
1) 시뮬레이션을 통해 최적의 성능의 정류 고분자전해질 설계
2) 정류 고분자전해질 제조 장비 제작
3) 정류 고분자전해질 제조 및 특성평가
4) 이온정류 형 고분자전해질 특허 포트폴리오 구성

2차년도
목표
폭 500 ㎜의 고성능 정류 고분자전해질 양산 기술 개발 및 정류 전기투석 stack 제작
내용
1) 정류 고분자전해질 롤투롤 양산 설비 및 공정 개발
2) 폭 500 ㎜ 정류 고분자전해질 필름 제작 및 특성평가
3) 정류 전기투석 stack 제작 및 평가
4) 이온정류 형 고분자전해질 비즈니스 모델 마련

3차년도
목표
Scale 제거와 동시에 연속적으로 담수화가 가능한 소형, 이동형의 정류 전기투석 기술개발 및 실증/신뢰성 평가
내용
1) 정류 고분자전해질 롤투롤 양산 설비 보완
2) 소규모, 이동형 정류 전기투석 설비 설계 및 제작
3) 정류 전기투석 장치 운전 기술 확보 및 신뢰성 평가

연구개발성과
◦ 폭 500 ㎜의 고내구성 양/음이온 정류 고분자전해질 제조기술 개발
◦ 10 Ω/㎠ 전기전도도, 95 % 이온선택성, 200 이상 정류비의 고성능 양/음이온 정류 고분자전해질
◦ 0.5 KWh/㎥의 “먹는물수질기준“에 적합한 5 ton/day 전기투석 기수담수화 이동형 플랜트 개발 및 6개월 이상 신뢰성 평가
◦ 전기 투석 시스템, 정류 고분자전해질 관련 특허기술 국내 4건, 국제 2건

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 활용계획
◦ 담수화 (R-EDR, MCDI), 역전기투석발전, 고분자전해질 연료전지, 레독스플로우 전지의 고분자전해질 대용으로 대체가능
◦ 이밖에 현재 고분자전해질 적용 된 환경산업 전반적으로 적용 가능
◦ 이동식 해수담수화 플랜트
○ 기대효과
◦ 고분자전해질은 $200~1,000/㎡의 고부가가치 산업으로 고분자전해질의 성능 개선 및 원가절감을 통해 신재생에너지와 해수담수기술 산업화 및 특히 수소 경재시대가 이루어지면 향후 많은 양질의 신규 일자리 창출이 가능함
◦ 고분자전해질의 열적·화학적 안정성 증가에 의해 응용분야인 신재생에너지 및 해수담수화에서 원가절감이 이루어질 것이며 이와 관련된 세계 시장을 선점, 에너지 강국으로 발돋음 할 계기를 마련할 것임
◦ 국내에서 고분자전해질 수요가 증가하고 있지만, 아직 관련 원천기술을 확보하지 못하고 전량 수입에 의존, 특히 음이온 고분자전해질은 전량 일본에서 수입 추후 추가 수출 규제에 따른 대응 필요
◦ 정류 고분자전해질은 우리나라와 일본이 공통적으로 추구하는 수소경제 시대를 위한 가장 핵심 소재로 본 연구를 통해 선제적 원천기술 확보를 통하여 일본의 수출 규제에 맞대응이 가능

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 1. 연구개발과제 개요 ... 5
• 1.1. 연구개발 목표 ... 5
• 1.2. 연구개발의 개요 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 26
• 2.1. 1차년도 (주관기관- ㈜넥스트이앤엠) ... 26
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 31
• 3.1. 정량적 연구개발 성과 ... 31
• 3.2. 세부 정량적 연구개발성과 ... 33
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 50
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 51
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 55
• 7. 연구개발비 사용실적 ... 59
• 8. 다음 연도 (2차년_2022년) 연구개발계획 ... 60
• 8.1. 연구개발 목표 및 내용 ... 60
• 8.2. 연구개발 추진전략 ... 66
• 8.3. 연구개발 일정 ... 68
• 8.4. 다음 연도 (2차년도) 연구개발비 사용 계획 ... 69
• 8.5. 사업화 추진 계획 ... 70
• 8.6. 연구개발 성과의 기대효과 ... 78
• 끝페이지 ... 80