초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
● 최종목표 저염 및 극저염 농도 조건에서 할로겐 이온을 선택적으로 산화시키는 생체 모방형 전기화학 촉매전극 제조 기술개발
전체 내용
● 주용 개발 내용
(1)할로겐 고선택성 생체 모방형 촉매 대량합성법
(2)생체 모방 촉매 기반 저염 및 극저염 할로겐 산화 촉매 전극
(3)소독수 생산용 미니시스템
- 주요 기능(또는 규격)
(1)준 양산 대응 가능 나노촉매 합성기술 (100g/lot)
(2)저염 및 극저염 (1g/L) 조건하에서 작동하는 소독수

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
● 최종목표 저염 및 극저염 농도 조건에서 할로겐 이온을 선택적으로 산화시키는 생체 모방형 전기화학 촉매전극 제조 기술개발
전체 내용
● 주용 개발 내용
(1)할로겐 고선택성 생체 모방형 촉매 대량합성법
(2)생체 모방 촉매 기반 저염 및 극저염 할로겐 산화 촉매 전극
(3)소독수 생산용 미니시스템
- 주요 기능(또는 규격)
(1)준 양산 대응 가능 나노촉매 합성기술 (100g/lot)
(2)저염 및 극저염 (1g/L) 조건하에서 작동하는 소독수 생산 기능
(2)유기화학 반응 중 브롬의 선택적 산화를 통한 화학 반응 촉진 기능
- 주요 성능치
(1)할로겐 고선택성 나노촉매
- 생산량 (100g/L), 수득률(90%), 입도(100nm이하)
(2)살균수 제조장치 (1g/L 염소 농도 조건)
- 유효염소량(200ppm), 살균소독력(99.999%), 생산능력(15L/min)
(3) 신뢰성 : (가속평가, 100mA/cm², 15℃)
- 3000시간 이상
(50mA/cm², 실제 구동 기준 20,000 시간 이상)
(4) 생체 모방 촉매 전극 : 브롬 산화용
1) 선택성 (1g/L 염소농도 조건)
- 25 cm²단위 전극 : 90 %

1단계
(해당 시 작성)
목표
할로겐 이온을 선택적으로 산화시키는 생체 모방형 나논촉매물질을 이용하여 소독수 생산용 대면적 수전해 촉매 전극을 개발하는 것을 목표로함.
내용
할로겐 1g/L 농도 조건에서 유효염소량이 200ppm 이하인 살균수를 제조할 수 있는 고신뢰성 전기화학 촉매물질 대량 합성법을 개발하고 해당 촉매소재로 대면적 촉매전극을 제조하여 이를 이용한 차염 살균 소독수 제조 장치 시제품 개발 (200ppm 농도, 차염 살균수를 분당 15L 이상 생산량을 목표로 함)

해당 연도
목표
촉매물질 대량합성법 개발 및 이를 이용한 대면적 코팅법 개발
대면적 촉매전극을 활용한 소독수 생산용 미니시스템 개발
내용
(1) 생체모방 촉매 전극 제조 관련 요소기술 분석 및 설계
(2) 생체모방 촉매 소재의 공정 적합도 평가 및 핵심 소재 적용 기술 확립
- 나노 촉매 소재 및 분산용액 개발, 코팅액 조성 설계
(3) 생체모방 촉매 전극 제조 공정 요소 기술 확립
- 핵심소재 대면적 코팅법 개발, 촉매 소재 및 기판간 접착성 향상 기술개발
(4) 차염소산 생산용 살균수 미니시스템 개발
- 차염소독수 생산 미니시스템 구동 평가
(살균수 성능 평가포함)

연구개발성과
(1) 할로겐 고선택성 나노촉매 소재 대량 합성법 개발 완료
(2) 할로겐 고선택성 나노촉매를 이용한 고분산 분산액 개발 완료
(3) 다기능성 무기바인더 및 이를 이용한 나노촉매 코팅액 개발 완료
(4) 나노촉매 및 코팅액 파일럿 제조 시설 구축 완료
(5) 1g/L 조건에서 75%이상의 염소선택성 및 100mA/cm² 전류밀도 조건에서 1000시간이상 작동 안정성이 확보된 나노촉매전극 대면적 제조 기술 확보
(6) 대면적 자동화 스프레이 코팅 파일럿 라인 구축 완료
- 코팅 가능 면적 : Max 0.7m × 1m
(7) 소독수 생산용 미니시스템 설계 및 제작 완료
- 구동평가 : 유효염소 100ppm 이상의 소둑수 생산 (5L/min)
- 살균력테스트 : 99.999% 달성

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
공동기관에서 개발한 우수한 나노촉매물질을 활용하여 상용화 기술 개발을 진행하였으며, 이를통해 핵심소재의 내재화 및 대량합성 기술 바탕으로 대면적 코팅관련 기반 기술 및 인프라를 구축할 수 있었음. (나노촉매 및 코팅액 제조 파일럿 설비 및 대 면적 스프레이 코팅이 가능한 자동화 파일럿 설비 구축 완료)
본연구를 통해 개발 및 제작된 핵심 소재 및 촉매 전극을 적용할 수 있는 차염소독수 생산 미니시스템을 설계 제작 완료 하였음
향후 앞서 구축한 기반 지식과 연구개발 인프라를 활용하여 상용성이 확보될 수 있는 수처리용 수전해 전극 기술을 조기에 확보가 가능할 것으로 기대됨.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• (1) 1단계 1차년도 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 43
• 1) 정성적 연구개발성과 ... 43
• 2) 정량적 연구개발성과 ... 43
• 3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 46
• 4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 52
• 5) 목표 달성 수준 ... 52
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 53
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 53
• 2) 자체 보완활동 ... 53
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 53
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 54
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 54
• 7. 연구개발비 사용실적 ... 56
• 8. 중요 연구변경 사항 ... 56
• 9. 다음 연도 연구개발계획 ... 57
• 1) 연구개발 목표 및 내용 ... 57
• 2) 국내외 관련 분야 환경변화 ... 66
• 3) 연구개발 추진전략 ... 67
• 4) 연구개발 일정 및 기대 성과 ... 69
• 5) 다음 연도 연구개발비 사용 계획 ... 70
• 6) 사업화 추진 계획 ... 74
• 7) 연구개발 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 76
• 끝페이지 ... 78