초록 ▼

※ 연구개요
주변 환경에 따라 소재의 구조 및 물성이 능동적으로 변하여 상황에 따라 기계, 열 그리고 빛 에너지를 효율적으로 변환하는 고효율 자기-환경변화 적응형 스마트 에너지 변환 소재/소자를 개발하고자 함. 이를 위해 반도체, 광전, 압전, 강유전, 초전 등 다양한 기능을 가지며 자극(열, 빛, 변형)에 따라 가변적 결정 구조 및 전기적, 기계적, 물성 변화를 가능하게 하는 Organo-Metal Halide Perovskite (OMHP) 물질을 합성하고 이의 구조 및 특성을 평가하여 제어하고자 함. 다양한 환경에서 광전

※ 연구개요
주변 환경에 따라 소재의 구조 및 물성이 능동적으로 변하여 상황에 따라 기계, 열 그리고 빛 에너지를 효율적으로 변환하는 고효율 자기-환경변화 적응형 스마트 에너지 변환 소재/소자를 개발하고자 함. 이를 위해 반도체, 광전, 압전, 강유전, 초전 등 다양한 기능을 가지며 자극(열, 빛, 변형)에 따라 가변적 결정 구조 및 전기적, 기계적, 물성 변화를 가능하게 하는 Organo-Metal Halide Perovskite (OMHP) 물질을 합성하고 이의 구조 및 특성을 평가하여 제어하고자 함. 다양한 환경에서 광전, 압전, 강유전, 초전 특성이 서로 간에 미치는 영향 및 현상을 관찰하고 융합구조에서 발생하는 전기장 변화, band modulation, carrier transport 변화 등을 관찰하고 규명하여 차세대 에너지 소자구조를 설계하고 구현하고자 함.

※ 연구 목표대비 연구결과
□ 에너지 전환 소재 합성 및 나노화 연구
● TMCM-MnCl3 소재 나노구조물 형성
● PDMS porous 나노구조 형성
● Diphenylalanine 압전 나노구조물 형성
● BTO 압전 나노구조물 형성
□ 외부 환경 변화에 따른 소재의 물성변화 평가 및 제어
● 온도변화에 따른 저항 변화 평가
● 압력에 따른 압전 특성 평가
□ monolithic 형태의 접합 구조와 나노소재 융합구조 특성 평가
● TMCM-MnCl3/PVP 나노복합체 형성 및 압전 및 마찰전기 특성 평가
● Diphenylalnine/Porphyrin 나노복합체 형성 및 압전 특성 평가
● BTO/PVC 나노복합체 형성 및 압전 특성 평가
□ 압전/광전/초전 에너지 변환 특성 평가와 서로간의 coupling 특성 평가
● 외부 전기장 방향에 따른 마찰전기 에너지 발전소자 특성 평가
● 압전/마찰전기 커플링 특성 기반 마찰전기 에너지 발전소자 특성 평가
□ 융합구조의 에너지 변환 소자 신뢰성/안정성 향상
● Adipate 가소제 기반 PVC-gel 마찰정전기 에너지 발전소자 안정성 평가
본 연구결과는 다양한 에너지 나노소재 합성 및 다중 에너지 전환소자를 개발하였으며 서로간의 커플링 효과에 나타나는 물성 및 에너지 전환 메커니즘을 구현함. 연구 결과를 바탕으로 nano energy, advanced science, JMCA 등 다수의 우수 논문을 발표하며 우수하게 과제를 수행함.

※ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
주변의 버려지는 에너지를 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 에너지 발전소자 기술은 미래 화석에너지 고갈로 인해 생기는 에너지 문제를 해결할 수 있는 대안이 될 수 있으며 환경을 오염시키지 않는 그린 에너지 기술 분야 중 하나임. 본 연구로부터 얻어질 스마트 환경 적응형 에너지 변환 소자 개발 기술은 24시간 구동이 필수 전제 조건인 사물인터넷용(IoT) 무선센서를 구동할 수 있으며 이러한 스마트 센서 기술은 주변 환경 (온도, 바람, 습도 등)을 모니터링 하는 기술뿐 아니라 인체의 이상 징후(체온, 심박수, 혈압, 당뇨 등)를 모닝터링할 수 있는 바이오메디컬 센서로도 응용이 가능함. 또한 스마트의류, 웨어러블 전자소자 등 다양한 저전력 전자소자의 에너지원으로 사용이 가능하여 자가발전형 전자소자를 개발 할 수 있음. 스마트 환경 적응형 에너지 변환 소자 기술의 확보는 세계적으로 최고수준의 저널에 논문 게재가 가능하며 원천기술 확보를 통한 특허 개발을 통하여 차세대 국가 성장 동력 확보에 기여할 것으로 기대됨. 국내외 학회를 통한 연구결과 공유 및 산업체와의 긴밀한 협력을 통하여 에너지 변환 소자 및 스마트 센서 관련분야 조기 산업화에 적극 기여할 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 39