[연구과제 목표]- Strongly Correlated Single Atom Catalysts(SC-SAC) 소재의 원천 기술, 소재 해석론, AI 기계학습 기반 소재 모델링 기술을 통합하는 프로토콜 구축을 통해, 1) 기존 전기화학 촉매 한계를 극복 할 수 있는 SC-SAC 소재 설계기술이 개발되고, 2) 고품질 촉매를 구현하기 위한 구조 제어 방법론이 ...
유기계 Superionic Plastic Crystal 신물질 설계를 통한 고에너지밀도의 soft materials platform개발
ab initio 분자동역학 및 DFT등의 첨단 이론 및 계산연구 기반으로 superionic bio-cellulose 및 organic ionic plastic crystal(OIPC)를 적용한 high-energy density soft materials integration 확보를 위한 선기획 탐색연구. 상온 초고이온전도 및 유연성을 보유할 수 있는 ...
본 과제는 대학의 창의적 자산을 실제 사업으로 연결해 신산업을 만들기 위한 실용화 기능을 고도화하는 연구임.
연구 목표는 통합 국가 기술 활용 역량을 강화하고 기술 기반 신산업 창출을 촉진하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 기술 간 창의적 자산의 집적화·융복합화, 실용화 지원 범위를 아이디어·노하우 등 대학 우수 지식재산으로 확대, 수요 기반 실용화 촉진과 산학 간 기술사업화 파트너십 구축, 기술이전·사업화 전담조직의 컨트롤타워 기능 강화 및 실용화 성과 재투자·성공·실패 경험 관리로 선순환 구조 마련함. 기대 효과는 대학이 4차 산업혁명을 선도하는 핵심 주체로 성장하며 국가 성장동력 확보로 이어짐.
Superionic plastic crystal설계를 통한 고에너지밀도의 soft materials platform integration
[계산재료과학을 이용한 이온 플라스틱 결정체 전해질 및 비금속 전극 촉매 소재 설계]
? 음이온 양이온으로 이루어져 무한대의 조합을 가질 수 있는 다양한 ionic liquid 소재들을 이론적으로 계산하여, 낮은 온도에서도 유연한 구조를 가지며 이온 전도도가 높은 이온 플라스틱 결정체 후보 소재군 선정을 위한 선 기획 연구.
? 고에너지 밀도의 에너지 저장장치의 필수 요소인 고체 전해질 및 전극 촉매 소재 개발을 위해 높은 이온 전도도를 가지는 이온 플라스틱 결정체와 고효율 비금속 전극 촉매 설계.
? 이온 플라스틱 결정체의 고체 전해질을 탑재한 금속-이온 전지용 고효율/비금속 전극 촉매 소재 후보 소재군 선정.
[새로운 조합실험을 이용하여 3차원 ionic plastic crystals 소재 제조 공정 개발]
? IL 기반의 다양한 양성자 전달 반응(proton transfer reaction) 및 치환 반응(metathesis reaction)을 통한 높은 전도성과 유연성을 동시에 확보할 수 있는 세계 최고수준의 3차원 super ionic crystals(SICs) 소재 개발을 위한 선 기획 연구.
[전고체 에너지 변환 및 저장 소자 기술의 구현 및 검증]
? 고체전해질의 유력 후보물질을 기반으로 적절한 금속 애노드, 캐소드를 적용한 플렉서블 소자를 제작하여 동작특성 및 신뢰성을 평가하는 시스템 구축 및 이를 배터리, 슈퍼커패시터, 연료전지 등 다양한 시스템에 적용하는 기술 구현을 위한 선 기획 연구.
태양광-폐열 에너지 융합 고전력 (〉50 mW) Pt-free 광전기화학-열전 융합소자 개발
< 광전기화학셀-열전 융합 기술 개발 >
1. 광전기화학셀-열전 융합 소자 설계 및 디자인
2. 고전력 (50 mW/cm2) 광전기화학셀-열전 융합 소자 제작, 안정성 테스트 (>1000hr)
3. 실용화 가능한 융합소자 시제품 제작 및 실외 테스트
< 융합소자에 적합한 광전기화학셀 개발 >
1. 실리콘 기반의 광전극 개발
- 광전극의 Photovoltage 향상을 위한 buried junction 형성 및 전기적 특성 분석
- 광전극의 광흡수율 향상을 위한 반사방지막 형성 및 나노구조체 제조
- Protection layer 및 촉매가 통합된 실리콘 광전극 제조 및 특성 분석
- 광전기화학셀의 신뢰성 및 안정성 테스트
2. Noble-metal free 촉매 개발
- Hydrogen evolution reaction (HER) 촉매 개발 (CoS, NiP, MoS)
- Oxygen evolution reaction (OER) 촉매 개발 (NiOx, CoOx, FeOx)
- Neutral 용액에 적합한 촉매개발
3. Stability 향상을 위한 protection layer 개발
- ALD 기반의 protection layer (Al2O3, TiO2, HfOx) 개발
- 다층 구조의 (Multi-layer) protection layer 개발
< 융합소자에 적합한 열전 소자 개발 - 요소기술 개발 >
1 융합소자에 적합한 열전소자 디자인 및 설계
2 열전소자 제작 및 융합소자에 적용
기관추가: Texas A&M University 추가
일정: 2018.06.01-06.30 -> 2018.06.28-07.27