초록 ▼

연구개요
◦ 본 연구과제 『단백질계 탄소 융합소재의 가변형 전극화를 통한 리튬이온 거동촉진 연구』는 단백질을 구성하는 화합물/곁사슬을 이용하여 제조된 탄소 융합소재를 바탕으로 변형(신축/유연)이 가능한 융합 탄소 전극을 최초로 개발하는 도전적인 연구임.
◦ 특히, 단백질계 화합물은 결합 사이트로 작용하는 작용기들에 의해 리튬이온 거동을 촉진할 수 있는 고성능 나노세라믹소재와 도핑 탄소소재와의 융합 구조(입자형 및 섬유형)를 구현할 수 있고 더 나아가 이들의 복합화를 통해 고분산 블렌드 구조의 가변형 전극을 제조할 수 있는

연구개요
◦ 본 연구과제 『단백질계 탄소 융합소재의 가변형 전극화를 통한 리튬이온 거동촉진 연구』는 단백질을 구성하는 화합물/곁사슬을 이용하여 제조된 탄소 융합소재를 바탕으로 변형(신축/유연)이 가능한 융합 탄소 전극을 최초로 개발하는 도전적인 연구임.
◦ 특히, 단백질계 화합물은 결합 사이트로 작용하는 작용기들에 의해 리튬이온 거동을 촉진할 수 있는 고성능 나노세라믹소재와 도핑 탄소소재와의 융합 구조(입자형 및 섬유형)를 구현할 수 있고 더 나아가 이들의 복합화를 통해 고분산 블렌드 구조의 가변형 전극을 제조할 수 있는 창의적인 연구임.
◦ 따라서, 본 연구과제에서는 (1) 단백질계 도핑 탄소(N, S)의 결합구조 연구를 바탕으로 (2) 입자형 및 섬유형 도핑 탄소와 고용량 나노세라믹소재를 포함하여 황화물계 소재, 상용화된 실리콘계 소재와의 융합화 연구와 섬유형 도핑 탄소 매트릭스화 연구를 수행하고, 이들을 복합화하여 (3) 가변형 전극화 연구를 체계적으로 수행하고자 함. 또한, (4) 신축/유연 시 발생하는 리튬이온 거동을 초고난이도 실시간 분석법을 통해 성능 향상 메커니즘을 규명하고자 함.

연구 목표대비 연구결과
[1차년도] (100% 달성 완료)
1. 단백질계 도핑 탄소화 연구
2. 단백질계 도핑 탄소의 결합 구조 연구
[2차년도] (100% 달성 완료)
1. 단백질계 도핑 탄소의 나노세라믹 융합화 연구
2. 단백질계 도핑 탄소의 나노섬유 매트릭스화 연구
[3차년도] (100% 달성 완료)
1. 단백질계 도핑 탄소/나노세라믹 융합소재의 물리적 표면 결함구조 연구
2. 단백질계 도핑 탄소/나노세라믹 융합소재의 화학적 표면 결함구조 연구
[4차년도] (100% 달성 완료)
1. 단백질계 도핑 탄소/나노세라믹 융합소재의 가변형 전극구조 연구
2. 초고난이도 분석 기술을 이용한 가변형 전극의 실시간 리튬 이온 거동 분석 연구
◦ 연구책임자는 연구계획서의 내용과 같이 연차별 목표를 성실하게 이행하였음.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
◦ 단백질계 도핑 탄소/나노세라믹 융합소재의 가변형 전극화 연구를 통해 리튬이온 거동에 관한 과학적 지식 확보와 더불어 최근 에너지 신산업에서 요구하는 안정적인 신축/유연 전극화 기술 확보가 가능하여 리튬이온전지의 활용이 형태에 구애 받지 않고 광범위하게 확대될 것임.
◦ 선진국을 중심으로 증강현실, 인간능력 향상, 헬스케어 및 군사용으로 넓게 활용 가능한 가변형 리튬이온전지의 투자 확대 및 기술력 확보 중요한 이슈로 떠오르면서 신개념 전극소재 및 신진 전문가를 요구하고 있어 본 연구개발을 통해 전문 인력양성이 가능할 것으로 판단됨.

(출처 : 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 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 18
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 23
• 끝페이지 ... 38