초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서 에너지 소재 개발을 위해 솔루션 플라즈마 프로세스(SPP, solution plasma process)를 활용함. 솔루션 플라즈마는 액상 내에 두 전극 사이로 전압을 인가 및 고밀도 에너지를 형성하여 발생되는 저온 플라즈마임. 액체 내에서 생성된 플라즈마는 기체층으로 둘러 싸여 있고, 중심에 위치한 플라즈마로 인해 형성된 전자 및 라디칼, 이온 등이 기체층을 지나 액상으로 이동하면서 유체 내의 분자들과 반응하여 분자들의 화학반응을 촉진 및 새로운 나노 물질을 합성하는 공법임. 따라서 기존의 공법과는 다

□ 연구개요
본 연구에서 에너지 소재 개발을 위해 솔루션 플라즈마 프로세스(SPP, solution plasma process)를 활용함. 솔루션 플라즈마는 액상 내에 두 전극 사이로 전압을 인가 및 고밀도 에너지를 형성하여 발생되는 저온 플라즈마임. 액체 내에서 생성된 플라즈마는 기체층으로 둘러 싸여 있고, 중심에 위치한 플라즈마로 인해 형성된 전자 및 라디칼, 이온 등이 기체층을 지나 액상으로 이동하면서 유체 내의 분자들과 반응하여 분자들의 화학반응을 촉진 및 새로운 나노 물질을 합성하는 공법임. 따라서 기존의 공법과는 다른 새로운 특성을 갖는 에너지 소재 합성 가능성을 갖고 있음. 이를 바탕으로 한 연차별 연구내용은 다음과 같음. 1차년도에서는 에너지 소재 합성을 위한 솔루션 플라즈마 전원 장치 구축, 합성 장치 설계 및 제작. 안정된 솔루션 플라즈마 형성을 위한 조건 검토. 다양한 전구체 선정 및 예비 실험 실시. 2차년도에서는 합성된 에너지 소재의 산소환원반응을 검토하기 위한 전기화학 분석 장비 구축. 1차년도에 이어서 2차년도에도 다양한 조건 및 전구체로부터 새로운 에너지 소재 합성 및 촉매 특성 확인. 3차년도에서는 1, 2 차년도에 개발된 에너지 소재 합성 방법의 최적 조건 확립함.

□ 연구 목표대비 연구결과
PEMFC에서는 고가의 촉매인 백금 사용으로 상용화에 어려움이 있음. 본 연구는 미래 대형전기추진선박용 대용량 고분자 전해질 연료전지(PEMFC, polymer electrolyte fuel cell)를 위한 간단하고 값싼 새로운 에너지 소재 합성 공정 개발 연구임. 최종연구 목표는 에너지 소재의 가격을 낮추어 대형 전기추진선박의 PEMFC 적용 가능성을 높이기 위함임. 이를 위해서, 1차년도에서는 에너지 소재 합성을 위한 솔루션 플라즈마 프로세스 (solution plasma process) 전원 장치 구축, 합성 장치 설계 및 제작. 2차년도에는 전극 촉매 재료 합성 및 공정 개발. 3차년도에는 1,2차 합성재료 공정에 대한 최적화 및 촉매 특성을 확인함. 새로운 특성을 갖는 에너지 소재 합성 가능성을 보여줌.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
연료전지관련 소재 기술 개발은 국제해사기구(IMO, international maritime organization)의 선박으로부터의 배출되는 CO2, NOx 및 SOx 규제에 대한 가장 근본적인 해결책이며, 조선산업분야에서 경기불황이 지속되고 중국과 일본 등 강력한 경쟁자들과의 경쟁 속에서 대한민국의 조선산업은 위기에 직면하고 있는 지금, 이러한 위기를 극복하기 위해서는 고부가가치 선박 건조 기술력 확보가 매우 절실한 상황임. 본 연구는 연료전지 전극재료개발을 위해 새로운 합성법인 솔루션 플라즈마 프로세스를 적용 및 새로운 특성을 갖는 에너지 소재 합성 가능성을 보였음, 추 후 후속연구를 통해 이 번 연구의 기술을 보다 발전시킨다면, 한국의 연료전지 선박이라는 고부가가치 선박 건조에서 생산 비용의 절감 및 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 사료됨. 또한, 다른 신재생에너지를 위한 에너지 소재 합성 연구에도 기초자료로서의 활용도가 높을 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 7
• 3) 목표 달성 수준 ... 7
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 7
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 8
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 8
• 6. 참고문헌 ... 8
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 9
• 끝페이지 ... 9