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[국가핵융합연구소] 고상법을 이용한 리튬-티타늄 산화물의 합성 방법

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

고상법을 이용한 리튬-티타늄 산화물의 합성 방법

보유기관 및 연구자 : 박이현 / 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: ○ 고상법을 이용하여 핵융합로의 삼중수소 증식재의 원료로 이용되는 리튬-티타늄 산화물(Li2TiO3)을 합성하는 기술임.
○ 리튬-티타늄 산화물은 산화리튬과 산화티타늄을 출발물질로 하고 용매를 활용하여 혼합시킨 후 용매를 분리하여 열처리를 통해 리튬-티타늄 산화물을 합성함.
○ 알루미늄이나 코발트와 같은 불순물이 없으므로 증식재로 사용 후 재활용이 가능함.

기술적 개선점: ○ 상용화된 리튬-티타늄 산화물은 코발트와 같은 장주기 핵종의 불순물이 포함되어 있어 삼중수소 증식재로 사용 후 재활용하기 어려움.
○ 종래의 고상 합성법에 비해 리튬-티타늄 산화물 합성시 삼중수소 방출의 용이성을 확보하고, 입자 크기의 미세화 제어 한계를 극복함.
○ 이온교환법, 습식법 등에 비해 비교적 간단한 공정으로 리튬 티타늄 산화물을 합성할 수 있으므로 대량생산에 용이하며, 재활용이 가능함.

시장전망: ○ Energias market research(2018)에 따르면, 세계 원자력 시장은 기후 변화에 대한 관심이 높아지면서 청정 에너지원에 대한 선호가 높아짐에 따라 2024년까지 2052억 달러의 수요를 창출할 것으로 보이며, 향후 7년간 연평균 8.9%의 성장률을 보일 것으로 전망됨.
○ 세계 원자력 협회에 따르면 원자력은 세계 전기 발전량의 약 11%를 차지하고 있으며, 에너지 수요가 상당히 증가하면서 원자력 발전의 필요성이 한층 더 높아짐.
○ 유럽은 프랑스, 러시아, 독일 등 주요 원자력 발전 국가로 인해 가장 시장점유율이 높은 것으로 조사됨. 북미는 탄소 배출을 줄이고 기후 변화에 대처하기 위한 규제가 증가함에 따라 향후 가장 높은 성장세를 보일 것으로 예상됨.

상용화 계획: ○ 예상설비 구축비용 : 3 억원
○ 설비 및 이전 예상 소요시간 : 18 개월
※ 설비규모, 구축환경 등에 따라 변동 가능