초록 ▼

□ 연구개요
◈ 최종목표 :펄스 레이저 공정을 활용한 웨어러블 테크놀로지용 고효율* 유연 압전소재 개발
*생성 전압 95V 이상, 생성 전류 1.1 μA 이상, 2000회 이상 운전 시 ± 20% 생성전압, 생성전류 유지
▷ 세부목표1: 압전특성 향상을 위한 펄스 레이저 기반 탄소소재의 구조 및 화학조성 제어기술 개발
▷ 세부목표2: 압전특성 극대화를 위한 탄소소재와 이종원소의 도핑 및 세라믹소재 핵 성장 기술 개발
▷ 세부목표3: 컴퓨터 시뮬레이션 및 공정모델링을 통한 소재설계 및 압전특성 향상 메커니즘

□ 연구개요
◈ 최종목표 :펄스 레이저 공정을 활용한 웨어러블 테크놀로지용 고효율* 유연 압전소재 개발
*생성 전압 95V 이상, 생성 전류 1.1 μA 이상, 2000회 이상 운전 시 ± 20% 생성전압, 생성전류 유지
▷ 세부목표1: 압전특성 향상을 위한 펄스 레이저 기반 탄소소재의 구조 및 화학조성 제어기술 개발
▷ 세부목표2: 압전특성 극대화를 위한 탄소소재와 이종원소의 도핑 및 세라믹소재 핵 성장 기술 개발
▷ 세부목표3: 컴퓨터 시뮬레이션 및 공정모델링을 통한 소재설계 및 압전특성 향상 메커니즘 규명
▷ 세부목표4: 유연 압전소재 기반 고효율 압전 디바이스 제작

□ 연구 목표대비 연구결과
◈ 정성적 성과
▷ 펄스 레이저를 활용한 탄소소재의 형상 및 화학조성 제어 공정기술 확립
▷ 펄스 레이저를 활용한 탄소소재 기반 고효율 유연 압전소재 제조 기술 개발
▷ 탄소소재 기반 압전소재 설계 및 압전 특성 향상 메커니즘 분석 및 확립
◈ 목표대비 연구개발 결과
• 설정목표
·생성 전압 95 V, 생성 전류 1.1 μA 이상(인체유해 소재 PZT 사용 유연압전소재 세계
최고 수준 : 생성전압 65 V, 전류 1.6 μA)(귀금속 소재 Au 사용 유연압전소재 세계최고 수준 : 생성전압 60 V, 전류 0.8 μA)
·내구성 테스트
→ 2천회 이상 운전시 ±20% 생성전압, 생성전류 유지
·반복굽힌 신뢰성 테스트
→ 1만회 이상 운전시 ±20% 생성전압, 생성전류 유지
·컴퓨터 시뮬레이션을 통한 공정 조건에 따른 탄소 나노구조체 소재 설계 원리 도출 및 압전특성 향상 메커니즘 분석
• 개발성과
생성 전압 97.5 V (3% 초과달성), 생성 전류 1.16 μA (5% 초과달성)(인체유해 소재 PZT 사용 유연압전소재 세계최고 수준 : 생성전압 65 V, 전류 1.6 μA)
·내구성 테스트
→ 2천회 이상 운전시 -3.3%
·반복굽힘 신뢰성 테스트
→ 1만회 이상 운전시 –7.38%
·컴퓨터 시뮬레이션 활용한 펄스 레이저 탄소나노소재의 형상 제어, 핵심 설계원리 및 압전특성 향상 메커니즘 확립

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
◈ 연구성과의 기술적 파급효과
▷ 본 연구개발 성과로써 세계 최초로 펄스 레이저를 활용한 친환경적인 탄소소재 기반 고효율 압전소재의 구현이 가능함.
▷ 현재까지 밝혀지지 않은 펄스 레이저를 활용한 고 기능성 탄소소재 제작에 대한 명확한 설계 개념을 제시함.
▷ 에너지 소재 분야 뿐 아니라 탄소 소재를 활용할 수 있는 2차 전지, 태양전지, 연료전지, 촉매 소재 등 다양한 분야에서 광범위 적으로 적용할 수 있는 원천기술을 확보함.
◈ 연구성과의 경제·사회적 파급효과
▷ 압전 디바이스를 구성하는 소재의 국산화를 통해 국내 압전 분야와 더불어 탄소소재를 첨가제로 사용하는 신재생 에너지 관련 내수 시장을 활성화 시킬 수 있을 것임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 6. 자체점검표 ... 17
• 끝페이지 ... 33