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[DGIST] 조기에 수소 누출을 감지할 수 있는 수소 감지용 복합 입자

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

수소 감지 복합입자 및 이의 제조방법

보유기관 및 연구자 : 대구경북과학기술원 - 임상규

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

기술개발 배경: 기존 수소 감지 센서는 수소가스 선택성, 빠른 반응 속도, 낮은 전력소비, 안정성, 가격 경쟁성 등의 극복해야 할 문제점 존재하기 때문에 이를 충족하는 신규 수소 감지 센서 및 기술이 필요함

기술개요 및 대표도면: ▶ 본 기술은 산화아연(ZnO) 나노입자의 표면상에 산화팔라듐(PdO)입자가 부착된 형태를 가져 조기에 수소 누출을 감지할 수 있는 수소 감지용 복합 입자에 관한 기술임

▶ 대표도면
- 복합입자의 변색 원리

복합입자의 변색 원리

시장동향: ▶ 국내 센서 내수시장은 ’12년 약 54억 달러에서 ’20년 99억 달러 규모로 연평균 10.4% 성장할 것으로 전망되며 국내 기업의 내수시장 점유율은 10.5% 수준

국내 센서 시장 전망

기술구현: ▶ 수소 감응 비가역적 변색 복합입자는 산화아연(ZnO) 나노입자의 표면상에 산화팔라듐(PdO)입자가 부착된 형태를 가짐

▶ 수소와 접촉시 비가역적으로 변색되어 수소를 쉽게 감응할 수 있음

▶ 복합입자의 제조방법은 '팔라듐 전구체 수용액 제조 → 산화아연 입자와 혼합 → 분리 및 회수 → 건조' 순서로 매우 간단함

산화팔라듐-산화아연 농도에 따른 필름 색 변화

특장점

기존기술 한계: ▶ 수소 가스 선택성이 낮고, 고농도 검출 다수

▶ 응답 속도가 느림

▶ 전력 공급원 필요

▶ 온도, 습도, 압력 등에 영향을 받음

▶ 복잡한 구조 및 가격이 높음

개발기술 특성: ▶ 수소 가스 선택성이 우수, 저농도 검출 가능

▶ 빠른 반응 속도 및 간단한 확인

▶ 전력 공급원 불필요 (무전력)

▶ 온도, 습도, 압력 등에 영향 없음

▶ 입자형태의 간단한 구조 및 저렴한 가격