초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
하구관망에서 발생하는 악취 (NH₃, H₂S, toluene) 및 유해가스(CO)를 정확하게 검출하는 산화물반도체-전기화학식 하이브리드 가스센서를 개발하여 사물인터넷과 융합한 고성능 실시간 악취/유해가스 모니터링 시스템을 통해 하수도 내부환경 관리에 도움

◼ 전체 내용
고성능 산화물반도체형 악취 및 유해가스 센서 개발 - 측정농도 범위: NH₃ (0-100 ppm), H₂S (0-100

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
하구관망에서 발생하는 악취 (NH₃, H₂S, toluene) 및 유해가스(CO)를 정확하게 검출하는 산화물반도체-전기화학식 하이브리드 가스센서를 개발하여 사물인터넷과 융합한 고성능 실시간 악취/유해가스 모니터링 시스템을 통해 하수도 내부환경 관리에 도움

◼ 전체 내용
고성능 산화물반도체형 악취 및 유해가스 센서 개발 - 측정농도 범위: NH₃ (0-100 ppm), H₂S (0-100 ppm), CO (0-1000 ppm), toluene (0-30ppm)
ㅇ 고선택성 고안정성 악취 및 유해가스 가스감응 소재 설계 기술 개발 다양한 공정을 이용한 다양한 나노구조와 조성의 저항변화형 감응 입자 합성 및 이를 이용한 고성능 감응소재 설계 (산화물 반도체 또는 무기물 기반 저항변화형 소재 및 구조)
ㅇ 전기화학식 가스센서 선정
ㅇ 악취 및 유해가스 농도 추산을 위한 감응소재 선형성 확보 – 가스 농도별 감응 특성을 선형화하는 회로 설계 – ROIC 모듈형 센서 시스템 구현 및 선형성 고도화 ㅇ 유지관리 시스템 기술 – 수질 및 악취센서와 자동유지 관리장치의 데이터 송수신 - 하수 모니터링 시스템 개발

◼ 1단계
❏ 목표
● 본 과제에서는 악취방지법, 하수관망의 악취/유해가스 농도, 사람들이 악취를 느끼는 가스의 농도를 종합적으로 고려하여 하수관망에서 발생하는 악취 (NH₃, H₂S, toluene) 및 유해가스 (CO)를 정확하게 검출하는 센서 시스템을 개발하는 것을 목표로 함으로써, 고성능(고감도, 고선택성, 고신뢰성, 저전력) 가스센서제작 기술을 보유하고 있기 때문에 상하수도 내부의 악취 및 유해가스 검지를 위해 활용될 예정임.
❏ 내용
○ 1차년도
- 고선택성, 고안정성 악취가스 감응용 산화물 소재 설계 기술 개발
- 저농도 악취가스인 H₂S (0.01 ppm 이상), NH₃ (0.1 ppm 이상) 가스를 검지할 수 있는 산화물 반도체형 센서 제작
- 고농도 악취가스인 H₂S, NH₃ 검지용 전기화학식 센서 선정
- ROIC 모듈형 센서 시스템 구현 및 선형성 고도화
- 전기화학식 가스센서(고농도 범위) 및 산화물 반도체형 가스센서(저농도 범위)의 감응 특성을 전 범위의 농도에 대해 선형화하는 하이브리드 회로 설계
○ 2차년도
- 고선택성, 고안정성 악취가스 감응용 산화물 소재 설계 기술 개발
- Toluene (0.3 ppm 이상) 가스를 검지할 수 있는 산화물 반도체형 센서 제작
- ROIC 모듈형 센서 시스템 및 선형성 고도화를 통한 시작품 모듈 제작
- 고농도 유해가스인 CO 검지용 전기화학식 센서 선정
- 시작품 모듈용 센서 측정 S/W 개발

◼ 2단계
❏ 목표
본 과제에서는 악취방지법, 하수관망의 악취/유해가스 농도, 사람들이 악취를 느끼는 가스의 농도를 종합적으로 고려하여 하수관망에서 발생하는 악취 및 유해가스 검출 센서 시스템을 개발 및 실장 테스트를 통한 최적화 작업 실시.
❏ 내용
○ 3차년도
- 센서시스템 제조 및 실장테스트
- 현장모사 실증 및 실장테스트 6개월 실시
- 센서시스템 현장평가에 따른 개선점의 회로적 보정 및 최적화

◼ 해당 연도
❏ 목표
본 과제에서는 악취방지법, 하수관망의 악취/유해가스 농도, 사람들이 악취를 느끼는 가스의 농도를 종합적으로 고려하여 하수관망에서 발생하는 악취 (toluene) 및 유해가스 (CO)를 정확하게 검출하는 센서 시스템을 개발하는 것을 목표로 함으로써, 고성능(고감도, 고선택성, 고신뢰성, 저전력) 가스센서제작 기술을 보유하고 있기 때문에 상하수도 내부의 악취 및 유해가스 검지를 위해 활용될 예정임.
❏ 내용
○ 2차년도
- 고선택성, 고안정성 악취가스 감응용 산화물 소재 설계 기술 개발
- Toluene (0.3 ppm 이상) 가스를 검지할 수 있는 산화물 반도체형 센서 제작
- ROIC 모듈형 센서 시스템 및 선형성 고도화를 통한 시작품 모듈 제작
- 고농도 유해가스인 CO 검지용 전기화학식 센서 선정
- 시작품 모듈용 센서 측정 S/W 개발

□ 연구개발성과
[최종 성과목표 및 달성률]

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
ㅇ IoT기반 다중센서 허브시스템 개발을 통해 데이터를 수집하고, 자동 공기질 관리망 구축.
ㅇ 하수도 냄새 지도 작성을 통해 공장, 쓰레기처리장, 음식점, 농축산업 등의 오염원 뿐만 아니라 개별적인 생활하수 방출에 대한 분석을 가능하게 하여 관련 사업장 및 가정 점검을 통해 원천적으로 하수 오염을 줄이는 역할을 수행할 수 있을것으로 기대됨.
ㅇ 하수도 냄새 지도 작성에 활용될 핵심 기술을 선점 및 고부가가치 산업으로서 수출의 증가와 무역흑자의 증가 기대.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1) 연구개발 목표 ... 7
• 2) 연구개발 배경 및 필요성 ... 7
• 3) 연구개발 핵심내용 ... 11
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 13
• 1) 1차년도 ... 14
• 2) 2차년도 ... 30
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 50
• 1) 정성적 연구개발성과 ... 50
• 2) 정량적 연구개발성과 ... 58
• 3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 60
• 4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 65
• 5) 연구개발비 사용실적 ... 66
• 4. 다음 연도 연구개발계획 ... 69
• 1) 연구개발 목표 및 내용 ... 69
• 2) 국내외 관련 분야 환경변화 ... 72
• 3) 연구개발 추진전략 ... 72
• 4) 연구개발 일정 및 기대 성과 ... 75
• 5) 연구개발비 사용 계획 ... 76
• 6) 사업화 추진 계획 ... 86
• 7) 연구개발 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 88
• 5. 단계별 연구개발계획 개요 ... 91
• 1) 연구개발 목표 및 내용 ... 91
• 2) 연구개발 추진전략 ... 96
• 3) 연구개발 일정 ... 98
• 4) 단계별 연구개발비 사용 계획 ... 100
• 끝페이지 ... 102