◆ 텍스타일 기반 미세유체 자체지속 광합성미생물 연료전지 실용화를 위한 기초연구 수행.
√ 반도체제조공정과 적합화: 텍스타일 연료전지를 플레시블 온칩기기와 일체형 가공화 기술연구
√ 내부저항 감소화: 텍스타일 기반 연료전지를 저항이 큰 전해질막이 없는 미세유체형화 기술연구
√ 작동시간 자체지속화: 자체지속 광합성미생물 연료전지를 텍스타일 기반으로 제품화 기술연구
√ 전력밀도 극대화: 공생배양/하이브리드 형태 촉매를 텍스타일 기반 전지전극에 활용화 기술연구
● 1차년도: 텍스타일 기반 미세유체형 전기화학 연료전지의 설계 및 제작
√ 반도체 제조공정과 호환되는 미세가공법으로 제작되는 섬유기판 금속촉매 연료전지 구현
√ 시료주입 펌프가 필요없어 유리한 섬유옷감 재료를 활용한 전기화학 연료전지 구현
√ 전해질막이 없어 내부저항이 작은 미세유체형 텍스타일 기반 전기화학 연료전지 구현
● 2차년도: 텍스타일 기반 미세유체형 바이오 연료전지 설계 및 제작
√ 전극에의 효소 고정화법 최적화에 의한 웨어러블 생물효소 연료전지의 성능향상 구현
√ 전기활성미생물 촉매 산화전극 및 탄수화물 연료의 웨어러블 미생물 연료전지 구현
√ 전극층간 간격과 전극액 소모층 완화 등의 최적화에 의한 최대 전지성능 구현
● 3차년도: 텍스타일 기반 미세유체형 광합성미생물 연료전지 설계 및 제작
√ 산화(환원)전극 표면에의 광합성미생물 접종방법 최적화에 의한 전지성능 향상 구현
√ 광합성미생물과 전기활성미생물들을 촉매로서 융합하는 공생배양/하이브리드 연료전지 구현
√ 전극간 간격 및 스텍 구성 등의 최적화에 의한 최대 전지성능 구현
◆ 텍스타일 기반 미세유체 자체지속 광합성미생물 연료전지 실용화를 위한 기초연구 수행.
√ 반도체제조공정과 적합화: 텍스타일 연료전지를 플레시블 온칩기기와 일체형 가공화 기술연구
√ 내부저항 감소화: 텍스타일 기반 연료전지를 저항이 큰 전해질막이 없는 미세유체형화 기술연구
√ 작동시간 자체지속화: 자체지속 광합성미생물 연료전지를 텍스타일 기반으로 제품화 기술연구
√ 전력밀도 극대화: 공생배양/하이브리드 형태 촉매를 텍스타일 기반 전지전극에 활용화 기술연구
● 1차년도: 텍스타일 기반 미세유체형 전기화학 연료전지의 설계 및 제작
√ 반도체 제조공정과 호환되는 미세가공법으로 제작되는 섬유기판 금속촉매 연료전지 구현
√ 시료주입 펌프가 필요없어 유리한 섬유옷감 재료를 활용한 전기화학 연료전지 구현
√ 전해질막이 없어 내부저항이 작은 미세유체형 텍스타일 기반 전기화학 연료전지 구현
● 2차년도: 텍스타일 기반 미세유체형 바이오 연료전지 설계 및 제작
√ 전극에의 효소 고정화법 최적화에 의한 웨어러블 생물효소 연료전지의 성능향상 구현
√ 전기활성미생물 촉매 산화전극 및 탄수화물 연료의 웨어러블 미생물 연료전지 구현
√ 전극층간 간격과 전극액 소모층 완화 등의 최적화에 의한 최대 전지성능 구현
● 3차년도: 텍스타일 기반 미세유체형 광합성미생물 연료전지 설계 및 제작
√ 산화(환원)전극 표면에의 광합성미생물 접종방법 최적화에 의한 전지성능 향상 구현
√ 광합성미생물과 전기활성미생물들을 촉매로서 융합하는 공생배양/하이브리드 연료전지 구현
√ 전극간 간격 및 스텍 구성 등의 최적화에 의한 최대 전지성능 구현
● 종이기반 층류 공동흐름식 생물연료전지의 상용화를 위한 기초연구 수행
∨ 마이크로 제조공정의 적합화: 고정밀도 저비용 마이크로가공법에 의한 제조공정 개발
∨ 내부저항 감소화: 저항이 큰 전해질막이 없는 층류 공동흐름 방식의 연료전지 개발
∨ 환원전극 과전압 극소화: 환경 친화적이며 저렴한 생물효소 기반 촉매제를 환원전극에의 적용
기술 개발
∨ 시동시간 단축화: 산화전극 표면에 전기화학 활성미생물을 빨리 고정시키는 기술개발
◆ 1차년도: 단층 종이기반 층류 공동흐름식 전기화학 연료전지 설계 및 제작
∨ 시료주입 펌프가 필요 없어 유리한 종이 재료를 활용한 단층 종이 연료전지 구현
∨ 전해질막이 없어 내부저항이 작은 층류 공동흐름 방식의 단층 종이 연료전지 구현
∨ 산화환원 전극과 유동채널이 마이크로가공법으로 제작되는 단층종이 연료전지 구현
◆ 2차년도: 단층 종이기반 층류 공동흐름식 생물효소 연료전지 설계 및 제작
∨ 효소 기반 산화전극 및 환원전극의 생물효소 연료전지 구현
∨ 전극 표면에의 효소 고정화 방법 최적화에 의한 전지성능 향상 구현
∨ 시료 농도 및 pH, 작동 온도의 최적화에 의한 최대 전지성능 구현
◆ 3차년도: 단층 종이기반 층류 공동흐름식 하이브리드 생물연료전지 설계 및 제작
∨ 미생물 산화전극과 효소 환원전극의 하이브리드 생물연료전지 구현
∨ 산화전극 표면에의 미생물 접종방법 최적화에 의한 전지성능 향상 구현
∨ 전극의 종횡비 및 전극간 간격과 면적비의 최적화에 의한 최대 전지성능 구현
● 종이기반 층류 공동흐름식 생물연료전지의 상용화를 위한 기초연구 수행
∨ 마이크로 제조공정의 적합화: 고정밀도 저비용 마이크로가공법에 의한 제조공정 개발
∨ 내부저항 감소화: 저항이 큰 전해질막이 없는 층류 공동흐름 방식의 연료전지 개발
∨ 환원전극 과전압 극소화: 환경 친화적이며 저렴한 생물효소 기반 촉매제를 환원전극에의 적용
기술 개발
∨ 시동시간 단축화: 산화전극 표면에 전기화학 활성미생물을 빨리 고정시키는 기술개발
◆ 1차년도: 단층 종이기반 층류 공동흐름식 전기화학 연료전지 설계 및 제작
∨ 시료주입 펌프가 필요 없어 유리한 종이 재료를 활용한 단층 종이 연료전지 구현
∨ 전해질막이 없어 내부저항이 작은 층류 공동흐름 방식의 단층 종이 연료전지 구현
∨ 산화환원 전극과 유동채널이 마이크로가공법으로 제작되는 단층종이 연료전지 구현
◆ 2차년도: 단층 종이기반 층류 공동흐름식 생물효소 연료전지 설계 및 제작
∨ 효소 기반 산화전극 및 환원전극의 생물효소 연료전지 구현
∨ 전극 표면에의 효소 고정화 방법 최적화에 의한 전지성능 향상 구현
∨ 시료 농도 및 pH, 작동 온도의 최적화에 의한 최대 전지성능 구현
◆ 3차년도: 단층 종이기반 층류 공동흐름식 하이브리드 생물연료전지 설계 및 제작
∨ 미생물 산화전극과 효소 환원전극의 하이브리드 생물연료전지 구현
∨ 산화전극 표면에의 미생물 접종방법 최적화에 의한 전지성능 향상 구현
∨ 전극의 종횡비 및 전극간 간격과 면적비의 최적화에 의한 최대 전지성능 구현
본 과제는 산소 부족으로 인한 다양한 질환 예방·치유를 돕기 위해, 누구나 비교적 쉽게 이용할 수 있는 미용기기용 고압산소캡슐을 개발하는 연구임.
연구목표는 대중화를 가로막는 고가 문제를 최소 1/2 수준(약 8백만 원대)으로 낮추고, 보급형·고급형 선택 사양 및 이용자별 최적 코스를 안내하는 서비스 기반을 마련하는 데 있음. 핵심 연구내용은 수작업 제작을 자동화·기계화하고 사용부품 단순화·규격화하며 PLC와 Microprocessor 제어를 연동해 압력·온도 등 상태를 디지털로 표시하고, 서버 PC 기반 Database와 GUI로 체중·체지방·심전도·산소농도·이산화탄소 등 변화를 누적·검출하는 구조임. 기대효과는 가격 경쟁력과 차별화된 산소케어 제공을 통해 국내 대중화 및 고압산소캡슐의 해외시장 진출 확대가 가능함.