초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 친환경 재료인 셀룰로오스 나노피브릴을 열에너지 저장재료 중 하나인 염수화물에 적용하여 염수화물의 열적 특성을 향상시키고자 하였음. 셀룰로오스 나노피브릴은 3차원 네트워크를 형성하는 특성, 소수성과 친수성을 동시에 가지는 표면특성, 넓은 비표면적 및 풍부한 수산기로 표면 개질이 용이한 특성을 지니고 있으며, 이를 이용하여 염수화물의 열적 특성 향상 메커니즘을 제시하고자 하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 셀룰로오스 나노피브릴(cellulose nanofibril, CNF)를 상변화재료

□ 연구개요
본 연구는 친환경 재료인 셀룰로오스 나노피브릴을 열에너지 저장재료 중 하나인 염수화물에 적용하여 염수화물의 열적 특성을 향상시키고자 하였음. 셀룰로오스 나노피브릴은 3차원 네트워크를 형성하는 특성, 소수성과 친수성을 동시에 가지는 표면특성, 넓은 비표면적 및 풍부한 수산기로 표면 개질이 용이한 특성을 지니고 있으며, 이를 이용하여 염수화물의 열적 특성 향상 메커니즘을 제시하고자 하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 셀룰로오스 나노피브릴(cellulose nanofibril, CNF)를 상변화재료의 상안정성을 제어
▷ CNF의 표면화학적 특성과 피브릴화 정도에 따른 염수화물기반 상변화재료의 상안정성 향상 메커니즘을 제시함.
- CNF를 상변화재료의 열전도율 향상 메커니즘 구명
▷ CNF의 양쪽성 표면특성(hydrophobic and hydrophilic)을 이용하여 화학적 처리 없이 재료 내 탄소재료의 분산성을 향상시켰으며, 이를 통해, 염수화물 및 유기상변화재료의 열전도율이 향상되는 것을 확인함.
- CNF를 이용한 금속나노입자의 분산성 향상 및 이를 통한 염수화물의 과냉각 제어
▷ 넓은 비표면적을 가지는 CNF 표면에 나노입자를 합성시켜 분산성을 향상시킴. 이를 염수화물에 적용 시 염수화물의 결정성장을 촉진하여 과냉각(supercooling)을 대폭 줄일 수 있었음.
- CNF 적용에 따른 열적 특성 변화 양상
▷ CNF 적용에 따라 향상된 상안정성, 열전도율 및 과냉각 제거 등을 통하여 염수화물 기반 상변화재료의 성능을 향상시킬 수 있었으며, 메커니즘을 구명하였음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과 의 중요성)
- 본 연구를 통해 확보된 기술과 경험을 통하여 상변화재료를 산업적인 용도에 사용하기 위한 연구를 수행하기 위하여 공동연구를 계획중임. 특히, 과량의 열에너지가 발생하는 스마트팜의 에너지 효율 향상을 위한 연구에 상변화재료 적용을 목표로 하고 있음.
- 상변화재료의 특성을 이용하면 재료의 온도에 따라 재료의 강성을 조절하는 것이 가능함. 최근 상변화재료를 에너지 저장용도를 넘어선 기능성 재료에 적용하기 위한 연구사례도 발표되고 있음. 본 연구결과의 경험을 토대로 상변화재료를 기능성 재료로 접목 연구를 진행하는데 활용하고자 함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 2.1 CNF의 형태적 표면화학적 특성이 염수화물의 상안정성에 미치는 영향 ... 4
• 2.2 CNF에 의한 탄소재료의 분산성 향상 및 이에 따른 염수화물 열적특성 향상 ... 6
• 2.3 CNF에 의한 금속나노입자의 분산 및 이에 따른 염수화물의 열적 특성 ... 7
• 2.4 CNF 에어로겔 이용한 유기 PCM의 성능향상 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 참고문헌 ... 12
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 15
• 끝페이지 ... 30