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[국가핵융합연구소] 수중 플라즈마를 이용한 친환경 저에너지 금속 나노 입자 합성 기술

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

가스채널을 구비한 수중 모세관 플라즈마장치

보유기관 및 연구자 : 홍용철 / 국가핵융합연구소

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개요: ○ 수중 플라즈마를 이용하여 용액 속에 용해되어 있는 금속 이온을 나노 입자로 추출하는 기술임.
○ 공정이 단순하고 기존 방법에 비해 에너지 소모가 적어 경제성이 우수하며 대량생산이 가능함 .

기술적 개선점: ○ 기존 화학적 합성법에 비해 화학약품 소모가 적고 금속 이온 환원을 위한 에너지 소모가 적은 친환경적 기술임.
○ 플라즈마의 에너지를 이용하여 나노 입자를 합성하기 때문에, 기존 방법들 대비 합성 시간을 10배 이상 단축할 수 있으며 수중 플라즈마 장치를 확장하여 대량생산이 가능한 장점이 있음 .

시장전망: ○ 나노 소재의 경우 다양한 응용 분야에 적용이 가능하여 시장이 확대될 것으로 예상되며, 특히 기존의 전자 소재를 대체한다먼 막대한시장이 형성될 것으로 예상됨
○ 산업통상자원부에 따르면 세계 인쇄전자 시장은 2013년 28억 달러에서 2017년에는 100억 달러.2020년에는 331 억 달러로 증가하여 연평균 성장률이 42.3%에 이를 것으로 전망되고 있음.
○ 이 중 인쇄전자 소자 부문은 2013 년 19억 달러에서 2020 년 261 억 달러로 7 땀 큰 시장을 형성하면서 연평균 45.4%의 높은 성장이 기대됨.
○ 인쇄전자 장비 부문은 2013년 5.9억 달러에서 2020년에는 42억 달러로 연평균 32.4% 성장이 예상되며 인쇄전자 소재 부문은 2013년 3.9억 달러에서 2020년 28억 달러로 연펑균 32.5% 성장할 것으로 예측됨.

응용분야: ○ 인쇄전자용 전도성 잉크의 금속 나노 입자(구리, 은)
○ MLCC 전극용 니켈 나노 입자
○ 납 대체용 솔더링 이종 금속 나노 입자(SnCu)

상용화 계획: ○ 예상설비 구축비용 : 5천만 원
○ 설비 및 이전 예상 소요시간 : 6개월
※ 설비규모, 구축환경 등에 따라 변동 가능