2017년도 핵심소재원천기술개발사업 2단계 주관기관 모집 공고

과    정

선행연구

심화‧응용

실용화

개발내용

- 신개념 원천기술 개발 및 확보

- 임계성능구현 기반확립

- 신기능창출 기반확립

- 성능평가기술 기반확립

- 지식재산권 확보

- 실용화기술 기반확립

- 임계성능구현 소재개발

- 신기능창출 소재개발

- 성능평가기술 확립

- 지식재산권 확보

- 소재 실용화기술 개발

- Scale-up 기술개발

- 생산성 향상기술 개발

- 소재 및 기술 표준화

정부출연금 지원비율

100%

요령 제24조에 따름

(혁신제품형)

요령 제24조에 따름

(혁신제품형)

주관기관 자격

연구소, 대학 등

비영리기관

기업

기업

기술개발기간

2년 이내

3년 이내

4년 이내

기술료

비징수

징수

징수

수요기업 유무

-

반드시 참여

반드시 참여

금속

송락현

고온 전해반 응용 무코팅 금속 분리판 소재 기술 개발

□ 1단계 연구개발 목표 및 내용

 ㅇ 개발목표

   - 무코팅용 고내구성 고온 전해반응용 금속 분리판 소재 개발 및 기반 기술 확보

 ㅇ 개발내용

   - Fe 기저 합금에 나노 산화물 입자의 균일 분산 기술 개발

   - 나노 산화물 입자을 함유한 Fe합금의 열팽창계수 제어 및 거동 연구

   - 나노 산화물 종류에 따른 Fe 기저합금의 면저항, 소결밀도 특성 연구

   - 나노 산화물 입자의 농도에 따른 Fe기저합금의 내산화성 및 면저항       특성 거동 연구 및 개선

   - 나노 산화물 입자(La2O3, CeO2, Y2O3, LaCrO3, LSM 등)가 분산된       Fe기저 금속 분리판 소재의 최적 조성 확립

   - 나노 산화물 분산 금속 분리판 소재의 산화기구 규명

□ 적용분야 : SOFC 및 SOEC 금속분리판, 가스 생산 설비의 고온 내부식성                금속 소재, 고온 이산화탄소/물 동시 분해장치의 핵심 부품,                전력저장용 고온 전지(NaS) 핵심 소재, 가스 터빈/증기터빈               고내구성 금속 소재 등

□ 1단계 연구개발 성과

 ㅇ 나노산화물 입자가 분산된 고내구성 Fe기저 금속분리판 소재 개발

   - 면저항 (초기면저항): SUS430-5wt.% La2O3 기준 = 10.5 mΩ.㎠

   - 면저항증가속도(수명평가): SUS430-5wt.% La2O3 기준 = 5.8 mΩ.㎠/1kh

   - 열사이클 (10회 열사이클 간 면저항 증가량): SUS430-5wt.% La2O3 기준       = 0.2 mΩ.㎠/10 회

   - 열팽창계수: SUS430-5wt.% La2O3 기준 = 12.3 × 10-6m/m.K

   - 기계강도: SUS430-5wt.% La2O3 기준 10개 시료 평가, 최대 409 Mpa,       평균 365 Mpa, 최소 312 Mpa

 ㅇ 정량적 성과

   - 특허 2건 출원(국내1건, 국외1건),  SCI 논문 2편게재 및 2편 게재중, 학회발표 7건

□ 파급효과

ㅇ 고온 고내구성 금속 소재 기술 개발을 통해 SOFC와 SOEC의 가격 경쟁력 확보

 ㅇ 고온 에너지 설비의 수명 향상에 따른 고효율 발전 및 에너지 저장      시장 진입 크게 확대

 ㅇ 고온 고내열성 및 전기전도성을 갖는 소재의 개발로 향후 예상되는      에너지산업뿐만 아니라, 가스터빈 발전 및 항공기 산업에도 적용 가능

 ㅇ 세계 에너지 시장의 선도 및 국내 신에너지 산업의 질적 성장을        유도하며, 세계적 일류기술 선점

화학

연순화

비표면적 2,000m2/g급 에너지 저장용 탄소계 전극 소재 개발

'□ 1단계 연구개발 목표 및 내용

 ㅇ 개발목표

    - 비페놀계 고분자 전구체 전극용 활성탄소 개발 (비표면적 2300 m2/g 이상)

    - 등방성 피치계 섬유상 고비표면적 전극용 활성탄소섬유 개발           (비표면적 2800 m2/g 이상, 유기전해질 기준 22 F/cc, 33 F/g ↑)

    - 잔류 ash 최소화를 통한 고순도 활성탄소 제조기술 개발 (Ash          content 500 ppm ↓, 탄소함량 94% ↑)

    - 산소함량 6 wt% 이하 순도

    - Power 입도 5~10 μm 이하

    - 개질된 다공성 탄소를 이용한 슈퍼커패시터 셀 개발

      (EDLC 전압 : 2.7V, EDLC 에너지밀도: 22 F/cc (전극기준 환산값 :         3.7 Wh/L), EDLC 수명：10,000 cycle (90% 이상유지)

 ㅇ 개발내용

    - 비페놀계 고분자 전구체 전극용 활성 탄소 개발

    - 등방성 피치계 섬유상 고비표면적 전극용 활성탄소섬유 개발

    - 잔류 ash 최소화 파우더 입도 및 산소함량 제어를  통한 고순도        활성탄소 제조기술 개발

    - 개질된 다공성 탄소를 이용한 슈퍼커패시터 셀 개발

□ 적용분야 : 수퍼커패시터

□ 1단계 연구개발 성과

 ㅇ 에너지저장용 탄소계 핵심소재 원천기술 개발

    - 비페놀계 고분자 전구체 전극용 활성탄소 개발 (비표면적 2300 m2/g)

    - 등방성 피치계 섬유상 고비표면적 전극용 활성탄소섬유 개발            (비표면적 2911 m2/g, 22 F/cc)

    - 잔류 ash 최소화를 통한 고순도 활성탄소 제조기술 개발 (Ash content 435 ppm)

    - 산소함량 2.67 wt%

    - Power 입도 5.65 μm

    - 개질된 다공성 탄소를 이용한 슈퍼커패시터 셀 개발

      (EDLC 전압 : 2.7V, EDLC 에너지밀도:4.6 Wh/L, EDLC 수명：10,000 cycle (91.3%)

 ㅇ 정량적 성과

   - 특허 10건 출원(국내 9건, 국외 1건) 및 2건 등록(국내 2건)

   - SCI 논문 16건(국외 16건)

   - 기술이전 2건, 시작품 2건

□ 파급효과

  ㅇ (경제적 효과) 세계시장 0.5%점유, 약 4 백만$ 매출 예상

      * 국내시장 1,000백만원, 해외시장 약 1백만$ 매출예상

  ㅇ (고용창출 효과) 5명의 신규 고용인력 창출효과 예상

  ㅇ (정성적 성과) 수입에 의존했던 활성탄을 국내 생산기술로 저가격 고품질 활성탄 제조기술을 확보함으로써 시장점유율을 극대화하며,   선진 경쟁상에 대한 기술력 제고

금속

송락현

042-860-3578

rhsong@kier.re.kr

34129) 대전광역시 유성구 가정로 152 연료전지연구실

화학

연순화

042-860-3763

ys93@kier.re.kr

34129) 대전광역시 유성구 가정로 152 에너지ITC연구실

금속

053-718-8348

042-860-3578

화학

053-718-8346

042-860-3763