| 초록 |
□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 • 시료의 화학조성, 결정 구조, 결정질 크기, 격자 유형, 시료 두께 등 다양한 소재(분말, 고체, 박막 및 나노물질)의 특성 분석을 지원 • 원소 및 구조 분석을 활용한 신재생에너지 연구 분야를 지원하고, 탄소 배출량 감소 및 친환경적인 에너지를 개발하기 위한 관련 기술 확보 • 차세대 에너지기술 및 에너지 융합 기술과 관련된 연구 분야를 지원하고, 에너지 소재(생산, 저장 및 변환) 분야의 원천기술을 획득하기 위한 융/복합 연구를 지원하며, 지역 내 중소기업/연구기관의 R&D 컨설팅 및 기술 애로사항을 해결하기 위한 연구 활동을 지원하는 등 지역 거점 핵심연구지원센터의 역할을 수행 ◼ 전체 내용 • X-선은 비파괴적인 방법으로 소재의 내부 구조, 결정 구조, 화학조성, 결함 등 다양한 정보를 제공하므로 에너지 소재 개발에 있어서 가장 강력하고 필수적인 연구 장비임 • 본 과제에서 도입한 X-선 회절분석기는 ①고출력(9kW), ②고분해능 K-알파 발산빔, ③고분해능 HR 평행빔, ④RSM (Reciprocal Space Map) 사양을 보유하고 있는 에너지 소재 개발에 기본적이고 필수적인 연구 장비임 • 본 과제에서 도입한 X-선 회절분석기는 원소 수준의 미시영역 관찰이 가능하고, 소재의 결정 구조 및 화학조성을 정성 및 정량적으로 분석할 수 있는 장비로써, 재료의 구조를 이해하고 재료의 성능을 개선하는 데 있어 필수적인 연구 장비임 • 또한, 에너지 저장 소자, 반도체, 전자 재료 등의 특성 분석에 특화된 장비로써, 차세대 에너지 소재 관련 특성 분석 및 하기와 같은 연구 분야에서 그 활용이 기대됨 (가) 신재생에너지 분야 - 차세대 태양전지 연구 및 핵심기술 개발 지원 - 고효율 페로브스카이트 태양전지 개발 - 플렉시블 페로브스카이트 태양전지 개발 - 친환경 유기(Organic) 태양전지 개발 (나) 나노소재 재료 분야 - 유기저분자를 활용한 태양전지 페로브스카이트층 소재 연구 및 페로브스카이트층 개발 - 나노입자 합성에 따른 태양전지 정공수송층 소재 연구 (다) 에너지 저장 소재 분야 - 박막(thin film) 형태의 이차전지 소재 연구 - 수명 및 효율이 우수한 이차전지 개발 - 시료 합성에 따른 이차전지 소재(양극재, 음극재, 분리막 등) 연구 - 이차전지 박막 소재 연구 □ 연구개발성과 • 2024년 2월, 고출력 X-선 회절분석기를 설치하고 테스트 및 안정화 작업을 완료 • 2024년 3월 28일까지 4차례의 전담운영인력 교육을 시행 - 기본 XRD 분석, 고분해능 XRD 분석, XRR 분석, In plane 분석기법 • 전문 교육을 이수한 전담운영인력은 태양전지, 이차전지, 반도체 박막 분석 등 다양한 연구 분야의 연구 활동을 지원할 수 있는 역량을 증진함 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 • 최근 신재생에너지 및 에너지 소재 개발의 수요가 점차 증가하고 있으며, 에너지 소재의 특성 분석에 특화된 X-선 회절분석기를 활용한 연구경쟁력 강화, 연구 개발 역량증진, 우수인력양성 등이 기대됨 • 국가 첨단전략사업 육성 및 핵심 소재 산업 조성을 추진 중인 전북도의 계획에 맞추어 고출력 X-선 회절분석기를 활용한 연구 활동 지원이 기대됨 • X-선 회절분석기를 활용한 에너지 소재(태양전지, 이차전지, 연료전지, 에너지저장 장치 등) 분야의 연구 활동 지원이 기대됨 • 미래에너지융합핵심센터는 지역의 기초과학 연구 역량을 강화하기 위한 지역 거점 핵심연구지원센터로써, 공동 연구를 활성화하기 위한 고출력 X-선 회절분석기의 활용이 기대됨 (출처 : 요약문 2p) |
