초록 ▼

□ 연구내용
○ 저가 NPI로부터 혼합전구체 및 고순도 Ni 염 제조기술 개발
- 저가 NPI로부터 혼합전구체 및 고순도 Ni 염 제조기술 개발
- 고순도 Ni 염 제조를 위한 용매추출 기술 개발
○ NPI 유래 NiFe 산화물/수산화물 기반 고효율 OER촉매 개발
- 실험실급 NiFe LDH 기반 촉매 합성기술 개발
- 고함량 Fe 기반 촉매 제조를 위해 알칼라인 전해액에 안정한 금속산화물 또는 금속수산화물 촉매 합성 및 조성 최적화
○ AEM용 고효율 OER 촉매 평가 및 촉매 조성 최적화<

□ 연구내용
○ 저가 NPI로부터 혼합전구체 및 고순도 Ni 염 제조기술 개발
- 저가 NPI로부터 혼합전구체 및 고순도 Ni 염 제조기술 개발
- 고순도 Ni 염 제조를 위한 용매추출 기술 개발
○ NPI 유래 NiFe 산화물/수산화물 기반 고효율 OER촉매 개발
- 실험실급 NiFe LDH 기반 촉매 합성기술 개발
- 고함량 Fe 기반 촉매 제조를 위해 알칼라인 전해액에 안정한 금속산화물 또는 금속수산화물 촉매 합성 및 조성 최적화
○ AEM용 고효율 OER 촉매 평가 및 촉매 조성 최적화
- 개발 촉매의 전극제조를 위해 촉매 ink 또는 slurry 제조 최적화
- 개발 촉매의 조성별 OER 촉매 성능 평가
○ 연속합성 제조공정 설계
- Fe, Ni 금속 전구체 후보 도출
- 수용성 염기 전구체 후보 도출
○ Fe-Ni 기반 산화물 촉매 입자 대량 생산공정 (1kg/day 급) 설계
○ 제조분말 평가
- 성능목표: 철 함량(%) ≥30, 과전압 (mV@10mA cm^-2) ≤500

□ 연구개발 성과
○ 정성적 성과
- 정제되지 않은 인도네시아산 저가 니켈 선철 (Nickel pig iron, 이하 NPI) 중간재 원료 (Class 2 니켈 원료)의 고순도화 및 1차 제품, 중간제품 제조를 위한 국내 독자기술 확보 가능
- NPI 중간재 조성 (고Fe 함량)을 고려한 고효율 AEM (Anion Exchange Membrane) 수전해용 저단가 비귀금속 기반 촉매 및 원료 제조 원천기술 확보
- AEM 수전해 전극 성능확보를 위한 낮은 과전압을 갖는 OER 용 촉매 소재 (Fe-NI 화합물) 기반 그린 수소 제조가능 친환경 에너지생산 원천기술 확보
- Fe-Ni 기반 산화물 촉매 입자의 대량 생산 공정을 위한 스케일업 기술 확보 (>100 g/day)
○ 정량적 성과
○ 기술스펙 달성 성과

□ 기술적 우수성
○ 저가 NPI로부터 혼합전구체 및 고순도 Ni 염 제조기술 개발
- NPI 기반 상온·상압 침출 공정 및 혼합전구체 개발
- 용매추출 공정을 통한 고순도 Ni 염 제조 기술 개발
○ NPI 유래 NiFe 산화물/수산화물 기반 고효율 OER 촉매 개발 및 평가
- 저가 NPI 혼합전구체 기반 고효율, 고Fe함량 촉매 합성법 개발
- 귀금속이 사용되지 않는 Ni, Fe 기반 산소발생반응 촉매의 조성 최적화 기술 개발
○ 연속합성 제조공정 설계, 동남본부 개발 촉매 적용 및 평가
- 동남본부 개발 랩스케일 촉매 연속 공정 적용 및 최적화
- 저가 NPI 기반 산소발생반응 촉매의 대량합성 공정 개발

□ 성과활용 계획
○ 저가 인도네시아산 Class 2 니켈 원료의 고순도화를 통한 국내 배터리, 스테인리스강 공급망 안정화에 기여
○ 저가 인도네시아산 니켈 원료를 통해 그린수소의 원가를 국내 ‘수소경제 활성화 로드맵’의 목표인 2030년 - 3500원/kg, 2040년 - 2500원/kg 수준으로 절감할 수 있는 AEM용 고효율 OER 촉매 관련 원천기술을 확보
○ 본 개발 기술은 ‘수소 기술개발 로드맵’의 첫 단계로 수소 생산 기술 개발에 따른 생산-저장-운송-활용 전방위 수소산업 생태계에 파급 효과가 예상됨
○ 아직까지 확보되지 않은 비귀금속 기반 AEM용 OER 촉매 대량생산 관련 원천기술 선점 및 세계 시장 선두 진입 가능
○ 국내 수소 생산은 그레이, 블루 수소가 대부분이며 해상풍력 발전 등 한국형 신재생에너지를 통한 그린수소 생산 원천기술을 개발한다면 수입 대체 효과가 가장 클 것으로 기대함

(출처 : 요약서 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기본사업 연구보고서 ... 3
• 기본사업 연구 요약서 ... 4
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발 개요 ... 8
• 1-1. 연구개발 배경 및 목적 ... 8
• 1-2. 연구개발 기술의 정의 ... 13
• 2. 연구개발 내용 ... 13
• 2-1. 연구개발 WBS(Work Breakdown Structure) ... 13
• 2-2. 당해 연도 연구개발 목표 및 내용 ... 14
• 2-3. 성능목표 및 정량목표 ... 33
• 3. 연구개발 추진전략 및 체계 ... 36
• 3-1. 연구개발 추진전략 ... 36
• 3-2. 연구개발 추진체계(편성도) ... 36
• 4. 연구성과 활용 시나리오 ... 37
• 참고문헌 ... 38
• 끝페이지 ... 40