초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
미래 에너지 산업을 선도할 차세대 에너지 소재부품 개발 및 전문인재양성

◼ 전체 내용
■ 세계 산업동향, 지역산업체 및 지역사회요구, 지역지원체제와의 부합성, 경상대학교 공과대학의 강점을 총체적으로 분석하고, 제4차 산업혁명도래에 따른 미래유망산업의 핵심 원동력이 될 수 있는‘차세대 나노융합 고에너지 소재·부품분야’를 특화분야로 선정하였으며, 사업단 내 산학협력, 연구, 교육의 선순환 체계를 구축함으로써 차세대 GNU Pioneer를 육성하고, 공과대학의 특성화·

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
미래 에너지 산업을 선도할 차세대 에너지 소재부품 개발 및 전문인재양성

◼ 전체 내용
■ 세계 산업동향, 지역산업체 및 지역사회요구, 지역지원체제와의 부합성, 경상대학교 공과대학의 강점을 총체적으로 분석하고, 제4차 산업혁명도래에 따른 미래유망산업의 핵심 원동력이 될 수 있는‘차세대 나노융합 고에너지 소재·부품분야’를 특화분야로 선정하였으며, 사업단 내 산학협력, 연구, 교육의 선순환 체계를 구축함으로써 차세대 GNU Pioneer를 육성하고, 공과대학의 특성화·혁신화를 주도하는 역할을 수행
■ 본 과제수행을 위한 사업단은 6개의 에너지관련 산업체((주)엘엔에프, 세븐킹에너지, ㈜태광, ㈜정관, 피엠씨텍, ㈜퓨리텍)를 비롯한 4개의 연구소(한국세라믹기술원, 한국전기연구원, 한국화학연구원, 포항산업과학연구원)가 참여하고 있으며, 각 연구그룹별 3명의 연구교수가 그룹리더로 지정 (참여인원: 총 41명, 대학: 25명, 연구소: 7명, 업체: 9명)
■ 연구지원센터, 교육지원센터, 산학협력지원센터를 구축함으로써 연구, 교육, 산학협력 추진의 효율적 운영이 이루어질 수 있도록 구성
■ 미래유망산업을 주도할 수 있는 연구 주제 발굴 및 산학연협력을 통한 산업체지원과 우수 인력양성이 동시에 이루어질 수 있는 연구개발계획 수립
■ 차세대 고에너지 소재·부품 연구개발을 위한 3개의 연구그룹 구성
• 연구그룹1: 고에너지 전지 및 고용량 음극 개발
• 연구그룹2: 고이온전도성 하이브리드 전해질 개발
• 연구그룹3: 차세대 고용량 양극 개발

◼ 1단계
❏ 목표
• 연구그룹1: 고에너지 전지 및 고용량 음극 개발
• 연구그룹2: 고이온전도성 하이브리드 전해질 개발
• 연구그룹3: 차세대 고용량 양극 개발
❏ 내용
■ 1그룹
• 소재별 개발 전략 구축
• 연구개발 소재 선택
• 상변환 및 합금화 소재의 체적변화기구 규명
• Li 및 Na 금속의 수지상 형성기구 규명
■ 2그룹
• 전해질 조성 최적화
• 기능성 첨가제 및 제조방법 개발
■ 3그룹
• 다공성 탄소구조체 개발
• 유기복합 나노 도전재 개발
• 유황 침지법 개발

◼ 2단계
❏ 목표
■ 1그룹
미래유망산업 발전의 기반이 되는 고에너지 전지용 음극 및 전지를 개발하고, 차세대 음극소재부품의 전문인력을 양성
■ 2그룹
차세대 고에너지 전지용 고이온전도성 전해질 개발 및 전해질 전문 인력 양성: 10^-3 S/cm급 하이브리드 전해질 개발
■ 3그룹
차세대 리튬/유황 전지 및 소듐/유황 전지용 유황양극 개발을 통한 저가형 고용량전지의 기술을 확보하고 이에 따른 고급 인력을 양성 초기방전용량: 1500 mAh/g, 싸이클수명: 1000회
❏ 내용
■ 1그룹
• 3차원 자기치유형 음극 개발
• 박막형 고용량 음극 개발
• Li 및 Na 금속의 구조설계 및 표면처리기술 확립
• 상변환 및 합금화 소재의 구조 설계 및 반응안정화 기술 개발
• 음극성능 및 제조기술 최적화
• 전지조립 기술 확보
• 음극의 출력특성 및 수명개선
■ 2그룹
• 전해질분해물질 형성기구규명
• 전력환경에 따른 전해질 분해물질 영향 분석
• 유기용매/세라믹 복합 하이브리드 전해질 개발
• 고분자/세라믹 복합 하이브리드 전해질 개발
■ 3그룹
• 밀폐형 표면 코팅기술 개발
• 물리‧화학적 흡착형 양극 구조 개발
• 다공성 유황-탄소 나노 복합체 개발
• 가변형 표면코팅 기술 개발
• 유기-황-탄소 나노복합체 개발
• 유황전극 최적화

□ 연구개발성과
■ 과정지표
• 공동과제 발굴
- 사업기간 동안 참여교수는 총 10건의 산학연 공동과제를 도출
• PBL기반 교육프로그램 운영
- 매년 평균 4개의 PBL기반 교육프로그램(3학점 교과목 Special Topic 1~6 활용)을 운영
- 산업체 수요조사를 통한 현장애로기술 해결을 주제로 하고 3학점을 부여하는 수업과 연계하여 실시
- 수업과 프로그램운영은 주로 그룹리더가 실시하였고 총 28명이 교육프로그램에 참여
• 연구 그룹별 1개이상 제안
- 각 그룹별로 매년 3개의 창의과제 선정하여 제출하고 제출된 창의과제에 대해 그룹 상호간의 평가 시스템과 운영위원회를 통해 매년 각 그룹별 1개의 창의과제 선정 및 수행
• 그룹 멤버들의 월1회 이상 참여기업/연구소 멘토
- (1단계/1차년) 총 5건 멘토링, (2단계/1차년) 총 32건 멘토링, (2단계/2차년) 총 26건 멘토링
- 총 사업기간 중 63건의 멘토링이 실시되었고 모든 학생이 평균적으로 월1회의 멘토링 실시
■ 산출지표
• 멤버들의 95%이상 현장연구 해결 결과보고서 작성/제출
- 연구결과 보고서를 제출(96.4%)
• 멤버 80%이상 PBL기반 교육프로그램 1회 이상 참여
- PBL기반 특화교육프로그램에 100% 참여
• 연구팀 80%이상이 산업체 멘토의 지도내용을 반영하여 현장연구 과제 해결에 활용여부
- 과제도출/산업체 멘토지도 100% 이상 반영
• 멤버 80%이상 학회 등 발표 여부
- 참여 학생 1인당 연평균 2.67회 발표실적으로 100%이상 발표
• 연구팀 70%이상이 과제 수행 전 설정한 목표 수준 달성
- 사업계획서에 제시했던 연차별 연구목표를 100% 이상 달성
- (1그룹) 목표_600mAh/g, 달성값_694mAh/g
- (2그룹) 목표_10^-3S/cm, 달성값_1.5x10^-3S/cm
- (3그룹) 목표_1500mAh/g, 달성값_1714mAh/g
■ 결과지표
• 만족도 조사결과 활용
- 참여학생 대상 그리고 참여기업 대상으로 만족도 여부를 4단계 척도로 평가
• 연구팀 결과물 10%이상 참여기업에 기술이전
• 참여학생 70%이상 과제 주제 관련 취업
- 사업기간 중 3건의 기술이전 실적
• 멤버의 역량이 10%이상 개선
- 시작년도 대비 16.2%개선
• 사업종료 후 교육프로그램 지속
- 본 사업에서 운영된 거의 동일한 프로그램으로 구성된 이차전지분야 인력양성사업에 선정(2022.0301 ~2025.02.28., 한국전지산업협회 주관 / 한국산업기술 평가원 지원)되었기에 교육프로그램을 포함한 대부분 프로그램 지속 가능성 확보
- 사업종료 후에도 사업단과 참여기업과의 지속적 컨소시엄 구성 및 활동에 대한 MOU체결을 통해 인력양성에 대한 다양한 활동의 지속 가능성 확보

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
■ 활용방안
• 고에너지 이차전지 개발에 따른 소형IT, 소형수송기를 포함한 EV, ESS 등에 활용 가능하며 더욱 높은 에너지밀도를 갖는 이차전지의 개발에 활용
• 고이온전도성 첨가제는 차세대 전지로 주목받는 전고체 전지의 전해액으로 활용 가능
• 리튬금속 전지용 고이온전도성 전해액 사업화 추진
• 전극/전해액 계면 안정화용 첨가제의 사업화 추진
• 리튬 전극/전해액 계면저항 저감용 첨가제의 사업화 추진
• 고에너지밀도 이차전지의 사업화 및 전기자동차, 에너지저장장치용 중대형 이차전지로의 시장 확대 추진
■ 기대효과
• 경제적 기대성과: 1. 전해질 기술의 국산화로 인한 전해질 관련 산업 경제력 확대 예상, 2. 하이브리드 전해질 원천기술 개발 및 기술이전의 기술료 수입
• 사회적 기대성과: 1. 차세대 전지용 전해질을 개발함으로써 전극 개발에 제한을 제거하여 전극의 연구 개발의 활성화 효과 기대, 2. 전지 가동시 고이온전도성 전해질에 따른 효율적 에너지 사용으로 인한 전자기기의 사이클 수명 효과 기대, 3. 대형전지의 안전성을 확보를 통한 위험 해소
• 기술적 기대 성과: 1. 전해질 기술 국산화 및 세계적 기술 선도, 2. 전극과 전해질의 다각적 지식을 겸비한 고급인재 양성

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 5
• 1. 사업 개요 ... 6
• 1) 사업 추진체계 ... 6
• 2) 지원 계획 ... 8
• 2. 사업 추진실적 및 지원 체계 ... 10
• 1) 사업 추진 실적 ... 10
• 2) 지원 체계 ... 18
• 3. 사업 추진 성과 ... 21
• 1) 사업추진 결과 ... 21
• 2) 사업추진 성과지표 ... 34
• 3) 정성적 연구개발성과 ... 40
• 4) 정성적 우수 사업추진 성과 ... 41
• 5) 자율 성과지표 ... 41
• 6) 21년 연차컨설팅 의견 및 반영 내용 ... 42
• 7) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 43
• 4. 사업목표 달성도 및 지원체계에 대한 자체 평가 ... 44
• 1) 사업목표 대비 달성도 수준 자체평가 ... 44
• 2) 사업목표 달성을 위한 지원체계에 대한 자체평가 ... 46
• 3) 사업추진 및 목표 달성상의 애로사항 및 자체 해결노력 ... 49
• 4) 목표 미달시 원인(사유) 자체분석 ... 49
• 5. 성과의 관리 및 활용계획 ... 50
• 1) 예상되는 연구개발성과의 관리 및 활용계획 ... 50
• 2) 연구개발 외 본 사업단에서 추진된 인력양성 프로그램들의 관리 및 활용계획 ... 51
• 부록 ... 56
• 첨부자료1. 참여학생 학적부 및 졸업예정 증명서 ... 56
• 첨부자료2. 특허 출원 및 등록 증빙 ... 64
• 첨부자료 3. 산학연계 PBL 보고서 ... 68
• 첨부자료 4. 학생역량 향상도 평가 척도(역량진단 검사도구, 연구인력만족도) ... 73
• 끝페이지 ... 74