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개발동향

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개발동향 상세정보 게시판
분류 [ 대기] 유해대기오염물질
과제명(국문) 새집증후군 저감용 생체모방 전극 반응시스템 개발
과제명(영문)
과제관리기관 미래창조과학부 과제분류 실내 대기질
과제분야 연구기관 서울과학기술대학교
연구기간 2010.09.01 ~ 2015.08.31 연구책임자 유계상
연락처 02-970-6602 E-Mail
주소 서울 노원구 공릉로 232 서울과학기술대학교 청운관(남관) 103호 홈페이지 http://che.seoultech.ac.kr
연구비 167,400,000원 핵심키워드
참여기업 조회수 1098
요약

1. 요약


■ 핵심 키워드


 O 새집증후군


 O 생체모방


 O 전극반응


 


 


■ 연구목적 및 필요성


 O 포름알데히드나 VOC 등은 새집증후군을 유발하는 물질로 알려져 있으며, 이러한 실내 공기는 외부의 공기(아황산가스ㆍ오존ㆍ질소산화물ㆍ분진 등)보다 오히려 우리 건강에 위협적임.


 O 본 과제에서는 생물계 내에서 이루어지고 있는 새집증후군 물질의 처리를 모방하여 인공적인 처리시스템을 구현하기 위한 기초연구를 수행하였고, 이를 위해서 생물체내의 반응기작을 이해하고 이를 시스템화기기 위한 요소기술을 도출하며 궁극적으로 이를 통합하기 위한 기술개발이 필요함.


 O 본 기술은 물분해 과정, NADH 재생 과정 및 포름알데히드를 처리하는 전환반응으로 구성되어 있으며, 각각의 과정에 필요한 기술이 개발된 이후 통합된 모듈형태의 전극 반응시스템을 개발하는 것이 궁극적인 목표임.


 


 


■ 연구 내용 및 범위


 O 이온성액체를 이용한 중공형 TiO₂ 입자 합성


 O 전극촉매용 금속 입자 제조


 O 전극반응을 위한 다양한 구조의 탄소지지체 제조


 O 고효율성 차세대 전극반응시스템 개발

연구성과

2. 연구성과


■ 연구결과


 O 전극용 고효율 TiO₂ 입자 선정


  - 다양한 종류의 이온성액체를 사용하여 미세중공체 이산화티타늄 입자를 제조하였으며, 이온성액체의 종류에 따라 제조된 이산화티타늄 입자는 다양한 크기와 모양을 가지고 있는 것을 관찰하였는데, 이는 이온성액체와 유기용매 계면 사이에서 형성되는 이산화티타늄이 두 물질 사이의 상호작용에 의해 모양 형성에 영향을 받기 때문임.


  - 본 연구에서는 이온성 액체와 유기용매를 이용하여 이산화티타늄 미세중공체를 합성하는 최적의 방법 및 이온성액체를 제시하였음.


 


 O 고효율을 가지는 비 백금계 물분해용 전극물질 개발


  - 고성능 비 백금계 전극물질을 합성하기 위하여 이온성액체를 이용한 팔라듐계 전극 촉매물질을 합성하였고, 특성 분석을 통해 성능을 예측하였으며, 전년도에 선정된 이산화티타늄 입자를 이용하여 최적의 전극반응시스템을 구축하고 그 성능을 평가하였음.


  - 전극 반응성을 높이기 위해 은 입자를 개선된 방법을 이용하여 합성된 이산화 티타늄입자에 함침하였음.


 


 O 전극지지체용 탄소계 나노구조 물질합성


  - 전기전도도가 우수한 전극물질로 나노구조를 가지는 탄소입자를 이용하여 전극반응시스템을 구성하였음.


  - 여러 가지 형태의 카본물질을 이용하였는데, 대표적으로 power, CNT, mesoporous, nanopower, fiber 및 OMC 구조를 가지는 물질을 합성하였고, 고효율 팔라듐계 카본 전극물질의 개발을 위하여 상대적으로 고가인 팔라듐의 양을 줄이기 위하여 조촉매를 이용하여 최적의 팔랴듐 함량을 규명하였으며, 더불어 기능성 용매인 이온성액체를 전극촉매 합성시 이용하여 그 성능을 더욱 개선하였고, 다양한 구조를 가지는 카본 지지체를 평가하여 최적의 전극물질을 개발하였음.


 


 O 유해유기물의 고부가가치 화합물 전환 전극반응시스템 개발


  - 고효율 전극반응시스템을 개발을 위하여 백금 표면을 보조금속(Ni, Co, Cu, Fe)으로 합금하였으며, 금속촉 매입자의 크기를 적절하게 통제할 수 있고 표면활성제나 안정제 사용 없이 촉매 입자들의 배열을 일정하게 할 수 있는 폴리올법을 사용하여 전극물질을 제조하였음.


  - 개발된 전극물질을 이용하여 전극반응시스템을 평가하여 그 특성을 규명하였고, 이를 위해 제조된 촉매로 전극을 제조하고 이를 Potentiostat/Galvanostat 방법을 이용하여 cyclic voltammetric 측정하였으며, 이를 통해 유해유기물을 고부가가치 화합물로 전환하는 전극반응시스템의 가능성을 규명하였음.


 


 


■ 활용계획


 O 태양전지용 고성능 은 페이스트 개발에 활용


 O 차세대 연료전지를 위한 전극 구조체 개발에 활용


 O 이산화탄소 저감을 위한 전극반응시스템 개발에 활용


 


 


■ 주요성과


Thum 이미지
첨부파일 새집증후군_저감용_생체모방_전극_반응시스템_개발.pdf
출처
등록일 2017-08-10

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