초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 1차년도에 바이오 리그닌을 함유하는 탄소섬유 공중합체 전구체 합성 및 자기조립 상분리 거동 및 모폴로지/나노구조패턴을 분석하고, 2차년도에 리그닌을 함유한 탄소섬유 공중합체의 나노섬유 제조 및 나노다공성 구조를 가지는 탄소나노섬유 직물을 제조하여, 3차년도에 가볍고 유연성과 에너지 밀도가 우수한 섬유직물 기반의 binder-free 고체형 슈퍼커패시터용 유연 전극을 개발하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
(1) 1차년도 연구목표 (2020): 바이오 리그닌을 함유하는 탄소섬유 공

□ 연구개요
본 연구에서는 1차년도에 바이오 리그닌을 함유하는 탄소섬유 공중합체 전구체 합성 및 자기조립 상분리 거동 및 모폴로지/나노구조패턴을 분석하고, 2차년도에 리그닌을 함유한 탄소섬유 공중합체의 나노섬유 제조 및 나노다공성 구조를 가지는 탄소나노섬유 직물을 제조하여, 3차년도에 가볍고 유연성과 에너지 밀도가 우수한 섬유직물 기반의 binder-free 고체형 슈퍼커패시터용 유연 전극을 개발하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
(1) 1차년도 연구목표 (2020): 바이오 리그닌을 함유하는 탄소섬유 공중합체 전구체 합성 및 자기조립 상분리 특성 분석
- 바이오 리그닌 제조 (분리, 정제)
- 바이오 리그닌 함유 공중합체 합성 및 특성 분석
- 바이오 리그닌 함유 공중합체의 자기조립 상분리 거동 및 모폴로지/나노구조패턴 분석
(2) 2차년도 연구목표 (2021): 균일한 나노다공성 구조를 가지며 전기적 및 기계적 특성이 우수한 탄소나노섬유 직물 제조
- 바이오 리그닌 함유 공중합체의 나노섬유 제조 조건 확립
- 안정화/탄화공정를 통한 균일한 기공 구조를 가지는 탄소나노섬유 제조 조건 확립
- 고전도성 (~56.9 Ω/sq) 및 유연성 (접힘 곡률 5mm 이하, 5000회 이상에서도 면저항 저하 0.05%이내) 탄소나노섬유 직물 유연전극제조
(3) 3차년도 연구목표 (2022): 가볍고 유연성과 에너지 밀도가 우수한 나노다공성 섬유직물 기반의 binder-free 고체형 슈퍼커패시터용 시트형 유연전극 개발
- 고에너지 밀도 (~56.3 Wh kg^-1)를 갖는 슈퍼커패시터 디바이스 개발
- 균일한 나노기공 및 매크로 기공을 구조를 가지는 탄소나노섬유 직물 기반의 고용량 및 사이클 수명(~92%)이 우수한 고체상의 플렉서블 하이브리드 슈퍼커패시터 유연전극 제조

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
○ 기술적/학문적 측면에서의 중요성: 전기적, 기계적 및 유연 특성이 우수한 탄소나노섬유에 관한 핵심 원천 기술을 확보함으로써, 차세대 고부가 가치 미래 산업으로 주목되는 웨어러블 전극, 고용량 에너지 저장 분야, 플렉서블 면상발열체, 플렉서블 전자파차폐 등 다양한 산업 분야에 적용될 수 있어, 향후 IT 핵심 산업사회의 막대한 기술적 및 학문적으로 파급효과가 기대됨.
○ 경제적 측면에서의 중요성: 직물형 웨어러블 에너지 저장 소자의 핵심 기술 요소들의 성공적인 연구개발을 통해, 차세대 고부가가치 미래 산업으로 주목되는 고전도성 및 고유연성 탄소나노섬유 유연전극, 고에너지 밀도 및 고유연 에너지 저장, 전자섬유 시장의 창출과 함께 본격적인 웨어러블 디바이스 신산업 발전에 크게 기여하고 세계적인 국가 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 기대됨
○ 사회적 측면에서의 중요성: 섬유 기반의 폴더블 에너지 저장 소재 기술은 웨어러블 전자기기의 유연성과 착용성을 동시에 만족할 수 있으며, 섬유직물과 IT산업과의 융합을 통하여, 학문적 지식 축적뿐만 아니라 다 학제간 과학 기술 인력을 양성 및 섬유산업의 IT분야에로의 진출에 따른 새로운 일자리 창출에 기여할 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1. 연구개발의 목적 ... 4
• 1.2. 연구개발의 필요성 ... 4
• 1.3. 연구가설 ... 4
• 1.4. 연구가설의 도출근거 ... 4
• 1.5. 연차별 연구내용 및 연구범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 1) 이론적·실험적 접근방법 ... 7
• 2) 연구개발과제 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 14
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 14
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 18
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 24
• 끝페이지 ... 34