초록 ▼

□ 연구내용
○ 리그닌 기반 탄소 소재 합성 공정 개발
- 리그닌 기반 하드카본 합성을 위한 탄화 공정 개발
- 리그닌 기반 흑연 합성을 위한 촉매흑연화 공정 개발
○ 리그닌 기반 흑연 소재 입자 사이즈 제어를 위한 주요 변수 도출
- 리그닌 입자 사이즈, 촉매흑연화 공정 조건 등 변수 제어에 의한 최종 리그닌 기반 흑연 산물의 입자 사이즈 방안 도출
○ 리그닌 기반 흑연 소재 입자 사이즈 제어를 위한 주요 변수 도출
- 고결정성 리그닌 기반 흑연의 리튬 이온 저장 특성 분석
- 저결정성

□ 연구내용
○ 리그닌 기반 탄소 소재 합성 공정 개발
- 리그닌 기반 하드카본 합성을 위한 탄화 공정 개발
- 리그닌 기반 흑연 합성을 위한 촉매흑연화 공정 개발
○ 리그닌 기반 흑연 소재 입자 사이즈 제어를 위한 주요 변수 도출
- 리그닌 입자 사이즈, 촉매흑연화 공정 조건 등 변수 제어에 의한 최종 리그닌 기반 흑연 산물의 입자 사이즈 방안 도출
○ 리그닌 기반 흑연 소재 입자 사이즈 제어를 위한 주요 변수 도출
- 고결정성 리그닌 기반 흑연의 리튬 이온 저장 특성 분석
- 저결정성 리그닌 기반 하드카본의 나트륨 이온 저장 특성 분석
○ 탄소 소재 구조에 따른 이온 저장 메커니즘 분석
- In-situ Raman 분석법에 따른 리그닌 기반 흑연의 리튬 이온 저장 특성 규명

□ 연구개발 성과
○ 정성적 성과
- 리그닌 기반 흑연의 배터리 특성 규명 및 상용화 가능성 확인
- 리그닌 기반 흑연의 상용화를 위한 리그닌 제조 및 관련제품 생산 업체 발굴
- 리그닌의 저결정성 하드카본부터 고결정성 흑연까지의 다양한 구조의 탄소소재화 가능성 확인
- 탄소 소재의 배터리 충방전 중 실시간 분광학적 연구를 위한
○ 정량적 성과
○ 기술스펙 달성 성과

□ 기술적 우수성
○리그닌 기반 흑연의 경우 현재 유통되는 상용인조흑연보다 우수한 가역용량 특성을 보임을 확인하였음.
○촉매흑연화 공정을 통하여, 온도, 열처리 시간, 리그닌-촉매 비율 등의 공정 변수를 통하여 입자 사이즈를 제어하고 구형화할 수 있음을 확인하였음.
○리그닌의 분자량 및 입자 사이즈 제어 등 소재 설계를 통하여 비표면적, 기공 구조 등의 표면 특성을 제어할 수 있음을 도출하였음.

□ 성과활용 계획
○ 흑연 음극 소재의 국산화를 통한 수입대체 효과 및 해외 의존도 감소
○ 국내 탄소 음극 소재 업체로의 기술이전 및 새로운 탄소원료 공급망 제안을 통한 관련 산업 활성화
○ 개발된 기술을 기반으로 폐배터리로부터 발생한 폐흑연 소재의 재활용 및 업사이클링을 통한 폐배터리 및 흑연 관련 산업으로의 적용
○ 본 과제 성과를 기반으로 한 추가적인 국가과제 도출을 통한 연구 결과의 고도화 및 상용화 촉진

(출처 : 요약서 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기본사업 연구보고서 ... 3
• 기본사업 연구 요약서 ... 4
• 목차 ... 6
• 제 1 장 개 요 ... 7
• 제 1 절 연구개발 목표 ... 7
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 7
• 제 3 절 당해연도 연구개발 범위 ... 11
• 제 2 장 연구수행 내용 및 결과 ... 12
• 제 1 절 연구개발 추진 체계 ... 12
• 제 2 절 당해연도 연구개발 내용 ... 14
• 제 3 절 연구개발 결과 ... 22
• 제 3 장 연구성과 활용 방안 ... 24
• 제 1 절 연구성과 활용·확산계획 ... 24
• 제 2 절 협력국(기관)과의 향후 협력 계획 ... 24
• 제 3 절 기대효과 ... 25
• 제 4 장 차년도 사업추진계획 ... 26
• 제 1 절 차년도 사업추진 내용 ... 26
• 제 2 절 차년도 세부 연구분야(Spec) ... 30
• 끝페이지 ... 31