본 과제는 수중 플라즈마를 이용해 은(Ag) 기반 활성 촉매를 합성하고 백금 성능을 넘어서는 촉매를 개발하는 연구임. 연구 목표는 유체 플라즈마 에너지 변화를 통한 은 촉매 형상 제어, d-band 에너지가 조절된 은 나노합금, 수화학 변화 기반 은기반 나노 하이브리드 촉매 공정 조건 설계임. 핵심 연구 내용은 optical emission spectroscopy로 플라즈마 물리·화학 반응 분석, 펄스파형에 따른 Ag-Pd 합성 및 조성 제어, 알카리 분위기 전기화학·산소환원 및 CO 피독 평가, Ag@oxide 코어-쉘 구조 합성임. 기대 효과는 초저백금 또는 비백금 촉매 적용으로 연료전지 전극 성능 향상과 상용화 기틀 마련, 미래형 에너지소재 기술 경쟁력 확보에 기여함

본 과제는 수중 플라즈마로 백금 성능을 뛰어넘는 은기반 활성 촉매를 만드는 기술을 연구함. 연구목표는 유체 플라즈마 에너지 변화를 통한 은 촉매 형상 제어, d-band 에너지가 조절된 은 나노합금, 수화학 변화 기반 은기반 나노 하이브리드 합성 공정 조건 설계 정립임. 핵심연구내용은 실시간 optical emission spectroscopy로 플라즈마-반응 특성 분석, 펄스파형에 따른 Ag-Pd 합금 조성 제어, Ag@oxide 코어-쉘 구조체 합성, 알카리 분위기 산소환원 거동 및 CO 피독 평가 수행임. 기대효과는 수중 플라즈마 합성 기술 확립과 연료전지 전극용 초저백금 또는 비백금 촉매 적용 기반 마련임.

1. 응력부식균열 제작 가속화 기술 개발 및 초미세 활성 나노입자를 활용한 응력부식균열 제어 기술 확립 ? 원전 배관재 응력부식균열 제작 가속화 기술 개발 - 인장응력 제어를 통한 응력부식균열 발생 위치 조절기법 개발 (welding, induction heating) - 부식환경의 조건에 따른 SCC 거동 확인 및 영향력 평가 ? 유체 플라즈마 공정을 활용한 초미세 활성 나노입자 합성 기술 개발 및 특성 제어 기술 확립 - 유체 플라즈마 시스템 제작 및 최적화 - 활성 나노입자 (Pt, Zn)의 크기, 형상, 분산도 특성 평가를 통한 초미세 활성 나노입자 합성 공정 조건 최적화 ? 응력부식균열 발생 분위기에서 활성 나노입자 적용을 통한 부식방지 기술 개발 - 실제 응력부식균열 발생 분위기에서 수소이온농도, 활성 나노입자 농도에 따른 부식 특성 평가 2. 응력부식균열 재현성 기술 개발 및 활성 합금 나노입자를 활용한 응력부식균열 발생 제어 기술 확립 ? 응력부식균열 재현성 기술 개발 - 응력부식균열 재현성 특성 평가 (Crack 발생 시간, 위치, 크기) - 응력부식균열 검출 기술 확보 (UT, AE) ? 유체 플라즈마 공정을 활용한 활성 합금 나노입자 합성 기술 개발 및 특성 제어 기술 확립 - PtZn, PtCu-Zn, PtNi-Zn에 필요한 유체플라즈마 발생장치 최적화 및 제작 - 활성 합금 나노입자의 크기, 형상, 분산도, 구조, 합금조성 평가 ? 응력부식균열 발생 분위기에서 활성 합금 나노입자 적용을 통한 부식방지 기술 개발 - 실제 응력부식균열 발생 분위기에서 수소이온농도, 활성 합금 나노입자의 종류, 구조 및 농도에 따른 부식 특성 평가 3. 활성 나노입자를 활용한 응력부식균열 방식 메카니즘 규명 및 실효성 검증 ? 활성 나노입자의 내구성 평가 - Long-term 실험을 통한 활성 나노입자의 거동 평가 - 나노입자의 내구성 개선을 위한 유기 안정제 적용 ? 응력부식균열 방식 메카니즘 규명 - 활성 나노입자의 크기, 농도, 분산도에 따른 부식방식 메카니즘 규명 - 활성 합금 나노입자의 구조 및 조성에 따른 부식방식 메카니즘 규명 ? 최적 실험조건을 통한 실효성 검증 - 실효성 검증을 통한 실제 원자력 기기에 적용 가능한 가이드 라인 제시

본 과제는 액체 속에서 플라즈마를 발생시키는 유체 플라즈마 기술을 이용해 더 잘 식히고 더 안정적인 특성을 가진 나노유체를 만들기 위한 기초 원리를 밝히고 최적 제조법을 찾는 연구임. 연구 목표는 유체 플라즈마 메커니즘 해석과 공정 변수 최적화 기반의 나노입자·나노유체 제조기술 확립임. 핵심 내용은 플라즈마 발생 조건, 전극·용기 구성, pulsed power 파형 등에 따른 나노입자 크기·형상 변화와 열전도도 및 분산안정성 상관관계 규명임. 기대 효과는 차세대 에너지·의료·전자산업의 고효율 열교환 시스템 적용과 원천기술 확보를 통한 국가 기술 경쟁력 강화임