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[국가핵융합연구소] 수중 플라즈마 방전을 이용한 그래핀 플레이크의 제조 및 입자 표면의 그래핀 코팅 방법

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

수중 플라즈마 방전을 이용한 그래핀 플레이크의 제조 및 입자 표면의 그래핀 코팅 방법 및 장치

보유기관 및 연구자 : 박현재 / 국가핵융합연구소

특허정보
수중 플라즈마 방전을 이용한 그래핀 플레이크의 제조 및 입자 표면의 그래핀 코팅 방법 및 장치 (No : 10-1866638 )
거래조건 : 추후 협의

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: ○ 고순도 그라파이트 전극의 전기적, 물리적 박리를 통해 추출된 그래핀 플레이크와 수중 방전을 이용하는 기술임.
○ 입자의 표면에 그래핀이 코팅된 소재 개발 방법과 장치에 관한 기술임.

기술적 개선점: ○ 종래의 플라즈마 또는 CVD를 이용한 그래핀 코팅방식은 2차원의 표면을 처리하는 방식으로서 3차원적인 입자 전체를 코팅하는데 어려움이 있음.
○ 화화적 반응을 이용한 3차원적 graphene wrapping 방식의 경우 공정시간이 길어 대량 생산 및 상용화에 어려움이 있음
○ 본 기술은 박리된 graphene flake와 입자의 극성을 이용하여 2차원뿐만 아니라 3차원의 입체적 wrapping이 가능하며 합성시간이 단축되어 대량 생산 및 상용화에 유리함.

시장전망: ○ Mordor Intelligence(2018)에 따르면, 전 세계의 정부는 2025년까지 7천만대의 전기 자동차를 보유하고 2040년까지는 5억 3천만대를 목표로 하고 있으며, 이로 인해 2016년 21 GWh에서 2030년 1,300 GWh까지 리튬이온배터리 수요가 증가할 것으로 전망됨.
○ 이차전지 수요는 Cordless 기기의 다변화와 성능개선, e-Truck 중심의 xEV(친환경차) 출시 가속화, ESS(에너지저장장치) 등 신성장 분야로 확산되며 급격한 증가가 예상됨. 하이니켈 삼원계 등을 양극으로, 실리콘계 등을 음극으로 사용하는 등 다양한 전극 활물질을 대상으로 이차전지 성능 개선을 위한 연구가 활발히 진행되고 있음. 이차전지 시장의 고성장세가 전망됨에 따라 국내 이차전지 밸류체인(셀/소재/부품) 업체들의 설비증설 계획이 잇따라 발표되고 있음.

응용분야: ○ 전기자동차, ESS(에너지저장장치) 등에 사용되는 이차전지의 성능 개선
○ 전도성 향상 및 광 흡수 파장대 증가로 인한 광촉매 효과 증대
○ 연료전지 촉매제

상용화 계획: ○ 예상설비 구축비용 : 3~6천만원
○ 설비 및 이전 예상 소요시간 : 5~8개월
※ 설비규모, 구축환경 등에 따라 변동 가능