본 과제는 나노카본 구조체를 활용하여 고성능, 장수명 이차전지를 개발하는 연구임. 특히, 320Wh/kg의 높은 에너지 효율과 1000회 충방전 후에도 85%의 효율을 유지하는 배터리 기술을 목표로 하며, 이는 전기자동차 등 미래 산업의 핵심 에너지원으로 활용될 수 있음. 연구 목표는 6nm급 비철계 나노카본 소재 및 분산액 제조 기술 개발을 통해 320Wh/kg, 효율 85%(1000회)급 장수명 이차전지 제조 기술을 완성하고, 관련 신기술 인증 및 표준화 기술을 확보하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 kg급 고순도 비철계 나노카본 구조체 제조 공정 기술 개발과 나노카본 원소재의 전기전도도를 극대화하고 후처리 생산 공정에 적용하는 기술 개발임. 또한, 나노카본 수계/비수계 분산액 제조 공정 및 분산성 확보를 위한 요소기술 최적화, 고용량 전극 및 후막 전극 개발, 300Wh/Kg급 전지 설계 및 수명 향상 기술 개발을 포함함. 나아가 나노카본의 분산도 측정법 국제표준화 연구도 수행함. 기대 효과는 장수명, 고에너지밀도 이차전지 수요에 효과적으로 대응하는 미래 산업 맞춤형 기술을 확보하고, 전기자동차용 핵심 이차전지 기술 확보를 통해 대규모 신시장을 창출하는 것임. 이는 핵심 원소재 및 중간재의 응용 분야 확대로 제품 경쟁력 제고, 약 1,203억 원의 생산유발효과와 342명의 고용유발효과 창출, 그리고 에너지 친환경 사회 구현에 크게 기여할 것으로 전망됨.

본 과제는 전기방사로 만든 화학흡착막을 이용해 해수 중 보론을 회수하는 mock-up 공정 제작 연구임. 연구 목표는 hydroxyl ligand를 가진 큰 나노파이버 기반 폴리비닐알콜 화학흡착막 제작, pH·온도에 따른 흡착/탈착 변화 데이터 확보, 탈착액에서 boric acid(B(OH)3)로 보론 농축·결정화, 전체 공정 제시와 경제성 검토임. 핵심 내용은 금속 나노입자 산처리 기공막, core-shell 전기방사 설계, IR/Raman·Carmine법 분석, 탈착 조건 최적화, 케이싱 및 흡착조·중화조·회수조 mock-up을 Arduino로 제어해 실제 해수에서 붕산 회수 확인함. 기대효과는 공정을 소형 스케일에서 선제 구현해 상용화 장애요소를 줄이고 원천기술 지식재산권 확보 및 미래 보론 자원 고갈 대응 가치 형성임.

본 과제는 전기방사로 만든 화학흡착막을 이용해 해수 중 보론을 회수하는 mock-up 공정을 제작하는 연구임. 연구목표는 수산화기(hydroxyl ligand) 기반 폴리비닐알콜( PVA ) 화학흡착막을 제작하고 pH·온도 공정조건에 따른 흡착/탈착 거동, 탈착액에서 boric acid, B(OH)3 형태로 붕산 농축·결정화 기초데이터를 확보하며 전체 공정의 경제성을 제시하는 데 있음. 핵심연구내용은 금속 나노입자 혼합-산처리 기공 형성, core-shell 전기방사 설계로 기계적 안정성과 수산화기 밀도 동시 확보, 분자모델링 및 Carmine법/IR·Raman 분석, 중화·농축·결정화 회수 단계 도출이며, 흡착조·중화조·회수조를 제작하고 아두이노로 제어하는 파일럿 목업 운전임. 기대효과는 기존 BSR(보론 선택성 수지) 대비 큰 표면적과 낮은 압력손실로 효율 향상 가능성이 있으며, 상용화 전 공정 문제를 선제적으로 경험해 원천기술 지식재산권 및 미래 수자원 가치 확보가 가능함.

본 과제는 전기방사로 만든 화학흡착막을 이용해 해수 속 보론을 회수하는 소규모 공정(mock-up)을 만드는 연구임. 연구 목표는 hydroxyl ligand를 가진 폴리비닐알콜 화학흡착막을 제작하고 pH·온도 등 조건에 따른 흡착/탈착 특성 및 붕산 (boric acid, B(OH)3) 형태 회수 기초데이터를 확보하며, mock-up공정을 아두이노로 제어해 실제 해수에서 회수 가능성을 확인하는 데 있음. 전기방사 중 금속 나노입자 혼합, core-shell 팁 설계로 기공·안정성을 확보하고 흡착조-중화조-회수조를 포함한 전체 공정과 경제성 분석을 수행함. 기대효과는 기존 BSR의 큰 직경·고비용 한계를 보완해 단위질량 표면적과 물질전달성을 높이고, 상용화 전 운전 경험과 지식재산권을 확보하는 데 있음.