소재강국 실현을 위한 FRONTIER. 재료 전문 종합연구기관.

표면기술연구본부

표면기술연구본부

실장 이주열

연구실 소개

전기화학연구실은 화학적 및 전기화학적 기술을 바탕으로 소재 표면의 성능을 향상시키거나 신기능을 부여하는 소재·공정기술을 개발하고 있으며, 습식 표면개질 기술을 응용한 전기·전자산업용 소재·부품 개발과 태양전지·연료전지 등 에너지 변환용 소재·부품·모듈 개발을 주요 연구 분야로 하고 있다.

055-280-3518

주요 실적

태양전지 소재 및 용액공정 개발: SCI 논문 8편, 국내특허 출원 2건, 등록 1건, 국외특허 출원 1건
정밀도금 및 표면처리기술 개발: SCI 논문 8편, 국내특허 11건, 등록 12건, 국제특허 출원 1건
마그네슘 표면처리 분야 SCI 논문 3건 게재, 국내특허 등록 2건, 출원 1건
연료전지 분야 국제특허 등록 1건

주요 연구분야

전자부품용 고정밀 도금 기술 및 도금 시뮬레이션 기술 개발
전기화학기반 에너지변환 소재 및 에너지소자용 전극 제조, 및 특성 평가 기술 개발
유기 기반 하이브리드 태양전지 및 수처리용 광전기화학 소자 기술 개발
탄소섬유 표면 제어 기술 개발
마그네슘 고내식 화성처리 및 양극산화 기술 개발
연료전지 소재 연구, 스태킹(Stacking) 및 무인항공기용 연료전지 동력원 개발

연구개발 추진실적

습식공정 기반 고효율 하이브리드 광활성 핵심소재 기술 개발

[과제 소개]

  • 간편한 용액 공정기술을 기반으로 하여, 현행의 고가·고중량의 기판을 대체할 수 있는 태양전지용 고투과율 금속 메쉬 소재를 제조하고, 광 흡수능이 우수한 유·무기 하이브리드(Hybrid) 물질의 합성 및 층간 구조/나노 계면 제어 기술 개발에 의한 하이브리드 태양전지 제작 기술 개발

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 고투광도 금속메쉬 제조기술 개발: 금속메쉬 line/space=3um/297um, 투과도 85%
  • 저온, 습식 공정을 이용한 3차원 ZnO 베리어 박막 제어 기술 개발: 공정온도 180도 이하
  • Sub-nm급 (<2nm) 나노입자 복합화를 통한 광학적 특성 향상 기술 개발: 광전효율 9.5% 수준
  • 수전해 및 수처리를 위한 탄뎀형 광전기화학셀 개발: 인가 전압 0.5V -> 0V 달성
플라스틱 기판에 전사된 고전도도 구리 메쉬, 광 투과도, 및 구리 메쉬 기반의 반투명 태양전지

습식 공정기술 응용 마그네슘/바이오 소재 표면개질 기술

[과제 소개]

  • 마그네슘 합금소재의 내식성 향상 및 티타늄/마그네슘 소재의 생활성, 내부식성, 내마모성 향상을 위한 습식 표면처리 기술 개발

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • AZ31 마그네슘 합금의 브러싱 표면처리 원천기술 개발
  • 마그네슘 합금의 E-coating 요소기술 개발
  • 마그네슘 합금의 PEO피막 형성 및 고경도 피막 형성 기술 개발
  • 에칭기술을 이용한 티타늄 표면적 증가 및 생활성 제어 기술 개발
AZ31 Mg 합금 표면에 형성된 PEO 피막
양극산화법으로 형성시킨 TiO2 나노튜브

무인항공기용 연료전지 동력원 개발 및 실증

[과제 소개]

  • 무인항공기용 동력원으로서 장기 체공이 가능한 400W급 연료전지를 개발하고, 연료전지와 배터리가 연동된 시스템을 설계하여 무인항공기에 적용 및 실증하는 기술

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 500W 연료전지 스택 설계 및 제조
  • 400W 연료전지 시스템 적용 및 실증
  • 400W 연료전지 스택 제조 및 평가시스템에서 성능 확인
  • 연료전지시스템 통합 및 무인항공기 적용
  • 실험실 내에서 연료전지 시스템 연속운전 시험평가: 3시간 이상 실내운전 실증
  • 연료전지 동력원을 이용한 무인항공기 공중 실증: 1시간 공중시험 및 실증
500W급 연료전지 스택, 무인항공기 부품, 사양 및 무인 항공기 공중시험 실증

향후 연구계획

  • 신개념 초정밀 습식 도금 공정/장치 개발 및 전산모사에 의한 도금공정 디지털화
  • 용액 공정 기반의 고효율 Hybrid 광활성 핵심 소재 제조 공정 개발 및 에너지변환 소자 적용
  • 고내마모성·고내식성 마그네슘 표면처리액 및 핵심공정기술 연구
  • 고 생활성 Ti 표면개질 기술 개발
  • 특수목적용 (무인기, 무인잠수정 등) 연료전지 동력원 개발