초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
● 2차원소재기반의 효율적 전극복합소재개발 및 방사성핵종 분리 및 흡착
● 방사성오염물질과의 특이적 결합이 가능한 2차원 층상재료의 설계 및 합성 최적화
● 방사성 오염물질에 흡착능이 있는 2차원 적층재료의 선별 및 메커니즘 규명연구
● 다차원 분광분석법을 이용한 구조 제어된 2차원 층상구조의 전기 및 이온 전도도, 전기화학적 특성 분석

○ 전체 내용
● 방사성오염물질과의 특이적 결합이 가능한 2차원 층상재료의 설계 및 합성 최적화: 다양한 이종원

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
● 2차원소재기반의 효율적 전극복합소재개발 및 방사성핵종 분리 및 흡착
● 방사성오염물질과의 특이적 결합이 가능한 2차원 층상재료의 설계 및 합성 최적화
● 방사성 오염물질에 흡착능이 있는 2차원 적층재료의 선별 및 메커니즘 규명연구
● 다차원 분광분석법을 이용한 구조 제어된 2차원 층상구조의 전기 및 이온 전도도, 전기화학적 특성 분석

○ 전체 내용
● 방사성오염물질과의 특이적 결합이 가능한 2차원 층상재료의 설계 및 합성 최적화: 다양한 이종원소도입을 통한 2차원 층상재료의 구조적 제어 및 이종 이온 교환 현상 최적화 연구
● 방사성 오염물질에 흡착능이 있는 2차원 층상재료의 선별과 2차원 재료물질 내부에 이온 교환 메커니즘을 사용한 선택적 흡착효율 향상 연구
● 선택적 방사성핵종 분리를 위한 아미노 기능화된 POSS 나노케이지 삽입형 티타늄 카바이드(Ti₃C₂Tx) MXene 소재 개발
● Sievert의 장치를 사용한 Ti₃C₂Tx 스택의 수소/트리튬 저장 연구
● Boron nitride(BN)소재개발을 통하여 삼중수소의 흡착/저장특성에 대한 기술확보. BN의 결함조절을 통하여 상온·상압하에서 삼중수소저장효율 향상연구
● 삼중수소와 2차원 흡착소재간의 저장 및 결합특성에 대한 해석과 메커니즘규명 연구
● 2차원 소재와 무기산화물간의 복합화를 통하여 삼중수소를 포함한 방사성핵종의 선택적 흡착 및 분리기술에 대한 연구수행

□ 연구개발성과
● 선택적 방사성핵종 분리를 위한 아미노 기능화된 POSS 나노케이지 삽입형 티타늄 카바이드(Ti₃C₂Tx) MXene 소재개발 : 본 연구에서는 2차원(2D) 스택 구조의 아미노프로필이소부틸 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(POSS-NH2) 삽입된 탄화티타늄(Ti₃C₂Tx) MXene 재료(Ti₃C₂Tx/POSS-NH₂)를 흡착제로 합성

● Cs⁺ 및 Sr2⁺ 흡착 연구 : Ti₃C₂Tx/POSS-NH₂는 Cs⁺ 및 Sr2⁺ 이온에 대해 각각 148 및 172 mg g^-1의 전례 없는 흡착 용량

● 수용액에서 양이온성 염료의 효율적인 격리를 위한 산화철(Fe₃O₄)-함유 탄화티타늄(Ti₃C₂Tx) MXene 흡착소재 개발: 2차원(2D) 스택구조의 자성 산화철 (Fe₃O₄) 나노입자 고정 탄화티타늄(Ti₃C₂Tx) MXene 재료(Ti₃C₂Tx/Fe₃O₄)를 합성함. 수용액에서 메틸렌 블루(MB) 및 로다민 B(Rh B)와 같은 발암성 양이온 염료를 제거하기 위한 잠재적인 흡착제로 활용하는 연구

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
● 환경친화적이고 저렴하며 단순한 2차원소재 박리기술과 재조립기술은 삼중수소를 효과적으로 분리 및 저장할 수 있는 시스템을 구축할 수 있음
● MXene 기반의 삼중수소 저장 기술을 이용한 그래핀 기반의 효율적 분리시스템은 원자력 산업 내에서도 파괴적인 기술로 활용될 것으로 기대되며 기술의 신속한 도입을 정당화할 수 있을 것이라 판단
● 본 연구를 통해 이 기술이 미래 원자력 오염물질의 안정적인 제염처리기술로 활용될 수 있을 것으로 판단됨. 아울러, 원자력 발전의 환경 영향을 최소화하고, 원자력해체 및 제염분야에서도 국내의 원천기술확보를 통하여 기술선점이 가능함. 추후, 국내의 기술을 해외로 수출하여 미래의 국가 먹거리 산업으로 확장시킬 수 있을 것으로 기대

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 6
• 1) 연구수행 결과 ... 6
• 2) 목표 달성 수준 ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 9
• 5. 연구개발성과 및 활용 계획 ... 10
• 1) 연구성과 ... 10
• 2) 연구성과 활용계획 ... 11
• 6. 참고문헌 ... 11
• 끝페이지 ... 11