초록 ▼

□ 연구개요
○ 본 연구에서는 태양광 조사 조건에서 합성 용매의 온도를 60°C 이상으로 가열하는 고효율 태양광-열 변환 반응기를 구현하고자 하였음. 태양광-열 변환을 이용하여, 기능성 물질 합성에 적용하여 제로 에너지 친환경 화합물 합성 시스템을 구현하고자 하였음.
○ 태양광-열 변환 기능과 화학반응 촉매 기능을 동시에 가지는 네트워크 구조의 신소재를 합성함. 이를 이용하여, 반응용액 가열에 추가적인 에너지 소모 없이 친환경 유기합성 공정에 응용하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 본 연구의 목표는

□ 연구개요
○ 본 연구에서는 태양광 조사 조건에서 합성 용매의 온도를 60°C 이상으로 가열하는 고효율 태양광-열 변환 반응기를 구현하고자 하였음. 태양광-열 변환을 이용하여, 기능성 물질 합성에 적용하여 제로 에너지 친환경 화합물 합성 시스템을 구현하고자 하였음.
○ 태양광-열 변환 기능과 화학반응 촉매 기능을 동시에 가지는 네트워크 구조의 신소재를 합성함. 이를 이용하여, 반응용액 가열에 추가적인 에너지 소모 없이 친환경 유기합성 공정에 응용하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 본 연구의 목표는 고효율 태양광 흡수체를 합성하고 고성능 열손실 차단 구조를 설계하여, 1 sun 조건에서 반응용갱의 온도를 60°C 이상으로 가열하는 고효율 태양광-열 변환 반응기를 구현하고자 함. 태양광-열 변환을 이용하여, 반응용액 가열에 추가적인 에너지 소모 없이 기능성 물질 합성에 적용하여 제로 에너지 친환경 화합물 합성 시스템을 구축하고자 함.
○ 외부의 에너지 공급 없이 태양광을 이용하여 반응용액을 효과적으로 가열하기 위해서, 태양광-열 변환효율이 뛰어난 Pd 나노입자 기반의 소재를 합성하였음. 본 소재는 태양광-열 변환 기능과 더불어 화학반응 촉매 기능을 함께 가지고 있음.
○ 가열된 반응용액의 열손실을 최소화하는 네트워크 구조의 태양광-열 변환 반응기를 설계하였으며, 1 sun 조건에서 반응용액의 온도를 60°C 이상으로 가열하는 고효율 태양광-열 변환 반응기를 구현하였음.
○ 네트워크 구조 반응기를 활용하여, 태양광-열 변환에 의한 제로 에너지 친환경 화합물 합성 시스템을 구축하였음. Suzuki 커플링 반응이 성공적으로 수행됨을 확인하였으며, 반복 사용 시에도 태양광-열 변환 및 촉매 기능의 저하가 없음을 확인하였음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
○ 기존의 연료 또는 전기에너지를 활용하여 용매를 가열하는 방식에서 탈피하여, 태양광 에너지를 활용하여 친환경적이고 지속가능한 에너지 자원을 이용하는 화학반응 시스템을 구현할 수 있음. 화학공정 비용 중 큰 비중을 차지하는 용매 가열 비용을 획기적으로 줄일 수 있기 때문에 경제적으로도 이점이 큼. 본 연구의 화합물 합성 시스템의 활용은 Suzuki 커플링 반응에만 한정되는 것이 아니며 다양한 제로 에너지 친환경 화합물 합성에 응용이 가능할 것으로 기대됨.
○ 본 연구는 기존에 보고되지 않은 새로운 시도이며, 향후 친환경 화학공정 분야의 신규 시장의 창출이 가능함. 친환경 시장은 높은 성장 잠재력을 가지고 있으며, 전 세계적으로 친환경 시장의 성장촉진을 위해서 다양한 정책적 조치와 환경 규제가 시행되고 있음. 본 연구를 발전시키면 향후 지속가능한 성장과 친환경 시장의 선점이 가능함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구과제의 중요성 ... 4
• 2) 극복해야 할 기술적 난제 및 연구 범위 ... 4
• 3) 연구과제 최종 목표 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 1차년도 연구 수행 내용 ... 5
• 2) 2차년도 연구 수행 내용 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 1) 연구의 활용방안 ... 13
• 2) 연구의 기대효과 및 관리 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 22