보유기술

INSTITUTE FOR ADVANCED ENGINEERING

에너지융복합팀 상압-20 bar, 10-2,000 Nm3/h급 가스상 분진제거설비

· 기술설명

○ 석탄, 석유코크스, 중질잔사유, 바이오매스 등 저급 연료 가스화 반응으로 생산된 고온의 합성가스에는 CO, H2, CH4 등 연료가스뿐만 아니라 비산재, 미연탄소 등의 고체상 물질이 함유되어 있음 ○ 합성가스에 함유된 고체상 물질을 제거한 후 IGCC(가스화 복합발전), IGFC(가스화 연료전지발전) 등의 발전용 연료로 사용하거나 SNG(합성천연가스), FT 합성유, DME(디메틸에테르)와 같은 연료 및 원료로 전환시켜 다양하게 활용 가능. ○ 분진제거기술의 경우 고온(300℃)·고압(20 bar) 조건에서 캔들필터를 이용하여 합성가스에 함유된 비산재를 제거하는 기술로, 본 연구팀에서는 국산 금속필터를 이용하여 비산재를 99.7% 이상 제거하는 설비를 개발 ○ 본 연구팀에서는 pilot급(250 Nm3/hr) 규모 분진제거설비에 대한 기술개발을 완료하고 demo급(2,000 Nm3/hr) 규모 공정에 대한 기술개발을 진행


에너지융복합팀 상압-20 bar, 10-2,000 Nm3/h급 저비용/고효율/고순도 H2S 세정설비

· 기술설명

○ 석탄, 석유코크스, 중질잔사유, 바이오매스 등 저급 연료 가스화 반응으로 생산된 고온의 합성가스에는 CO, H2, CH4 등 연료가스뿐만 아니라 H2S, COS 등의 산성가스가 함유되어 있음 ○ 합성가스에 함유된 산성가스를 제거한 후 IGCC(가스화 복합발전), IGFC(가스화 연료전지발전) 등의 발전용 연료로 사용하거나 SNG(합성천연가스), FT 합성유, DME(디메틸에테르)와 같은 연료 및 원료로 전환시켜 다양하게 활용 가능. ○ H2S 세정기술은 가스상에 함유된 H2S를 제거하는 기술로, 본 연구팀에서 개발한 기술의 경우 산화반응에 의해 H2S를 황 원소로 직접 분해하여 제거하는 기술로, Claus(황 회수) 공정과 같은 별도의 후처리설비가 필요 없어 건설비를 크게 낮출 수 있음 ○ 또한 용매 재생에 별도의 에너지가 필요 없고, H2S 제거 효율은 99.9% 이상인 기술로 초청정 저비용·저에너지소비·고효율 설비를 개발 ○ 본 연구팀에서는 pilot급(250 Nm3/hr) 규모 H2S 세정설비에 대한 기술개발을 완료하고 demo급(2,000 Nm3/hr) 규모 공정에 대한 기술개발을 진행


신소재공정센터 건식 재활용 기술 및 유가금속 회수 기술설명

· 기술설명

사용후 폐기물(전자제품, 스크랩 등) 및 공정폐기물(액상폐기물, 스크랩, 공정부산물 등)로부터 건식 및 습식기술을 활용하여 유가금속을 회수하고 고부가 소재부품으로 제조하는 기술. 동 및 동합금 제련시 발생하는 드로스 및 분진을 유동층 환원 기술을 이용해 고품위의 동으로 환원 기술 보유. 폐가전제품으로 부터 해체/분리와 냉매 회수 등 전처리 기술 보유


신소재공정센터 습식 재활용 기술 및 유가금속 회수

· 기술설명

사용후 이차전지로부터 유가 금속의 회수 및 재활용 공정 기술을 보유하고 있음. 특히 리튬이온배터리(LIB) 전처리 공정 및 폐자원 응용 기술과 Ni 기반 대용량 배터리(Ni-Cd, Ni-MH 등) 의 재활용 기술을 보유하고 있음. 공정시 발생하는 고/액상의 부산물로부터 유가금속 회수 및 재활용 기술로 OLED 부품소재 액상 공정부산물과 반도체 공정 실리콘 부산물의 재활용 및 응용기술을 보유하고 있음.


신소재공정센터 금속/세라믹 복합화 기술

· 기술설명

알루미늄 소재의 강도 및 전기전도도가 향상된 복합소재 개발을 위해 알루미늄 금속기지 내에 높은 전기전도도를 가진 CNT의 균일분산을 통하여, 기계적 및 전기적 특성을 향상시킨 경량 복합재 분말 제조 및 분말의 열간 압출 성형 기술, 전기전도도와 기계적 특성이 향상된 송전선의 알루미늄 도체부 개발을 위해서는 Al 금속기지 내 CNT 분산 기술 및 Al 및 CNT 계면 정합 기술이 중요함.


신소재공정센터 세라믹 분말 소재화 기술

· 기술설명

Bottom up 및 Top-down 방식을 이용한 nano ~ micro 세라믹 분말 합성 기술 보유. 기능성 나노 소재 합성 기술과 대량 생산 최적화 기술을 통해 Pilot scale 수준의 시생산 가능. 테일러 반응 공정을 이용한 나노 분말 및 복합화 기술 보유 리튬 이온 배터리용 양극/음극 소재 개발 및 합성 기술, 이를 통한 리튬 이온 이차전지 평가 기술 보유.


신소재공정센터 다공성 분말 성형 기술

· 기술설명

전 세계 시장 1위를 차지하고 있는 반도체 제조 공정에서, 공정상의 불순물 영향과 2차 생성물로 인한 MFC 오작동 발생으로 메인 공정장비 운전정지 및 고장이 발생하고 있음. 이를 해결하기 위해 금속 가스켓 필터를 사용하고 있으나 국내 판매중인 금속 가스켓 필터는 전량 수입에 의존하고 있음. 기존의 기술은 일축성형(사출)을 사용해 필터 형상에 의해 소결 불량 발생률이 높은 문제점이 있어, 이를 해결하기 위해 Metal Injection Molding 법을 이용한 공정을 개발하였음. 위 공정은 바인더와 금속 분말을 혼합하여 사출공정을 거친 뒤, 탈지/소결 공정을 통해 최종 제품을 제조함. 생산 수율이 높고 불량 발생률이 적은 장점이 있고, 바인더의 양에 따라 기공율등을 제어 할 수 있음. 이를 통해 다양한 분야의 필터 뿐만 아니라 금속 소결 기술에 적용하여 다공성의 금속 소결을 수행할 수 있음.


신소재공정센터 금속 와이어 표면 처리 기술

· 기술설명

의료용 스텐트나 치열교정용 와이어의 표면조도 확보는 매우 중요함. 이는 생체 조직 계면에서의 기계적 외상(염증, 부종) 및 혈액 내 단백질 협착 감소를 시킬 수 있으며, 표면 불순물 제거를 통한 부식저항성 증가됨. 또한 와이어 netting 계면 간 응력 집중 부위의 균열저항성 향상과 제조 공정 중 발생하는 미세 burr 제거 효과가 있음. 이러한 전해연마 기술은 전기-화학적 반응을 이용하여 와이어 산화막 및 미세 burr의 선택적 용해해 10nm 이하의 표면조도를 갖는 형상기억 와이어 전해연마 공정기술 보유하고 있으며, 와이어 연속식 전해연마 시스템 기술 확보


신소재공정센터 금속 표면 처리 기술

· 기술설명

알루미늄, 마그네슘, 스테인레스 스틸 등 금속의 표면처리 기술로, 건축자재, 반도에 부품, 자동차 부품, 금속 촉매 등 다양한 분야에 적용 가능한 기술로, 금속 시편을 전해질 내에서 전류를 인가해 금속시편의 표면에 균일하고 두꺼운 산화피막을 형성시키는 전기화학 공정임. 이를통해 내화학성, 내마모성, 경도 등이 향상됨. 이러한 전기화학 공정을 양극산화공정으로 불리며, 양극산화 공정에는 일반 유기산 등을 이용하는 일반적인 기공형 양극산화 공정(anodizing) 과 약 염기 전해액 내에서 고전압을 인가해 발생하는 플라즈마를 이용한 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation) 공정으로 나뉘며, 두 기술을 모두 보유하고 있음. 양극 산화 공정은 100 V 미만의 저전압에서 수행하고 있으며, Si, Mg 등의 물질이 포함된 경우 평균 20 μm 산화층을 형성시키는데 1시간 이상의 장시간이 요구됨. 상대적으로 전해산화의 경우 플라즈마가 형성 되는 전압 조건에서 국부적으로 발생된 플라즈마를 이용해 산화층이 형성되므로,단 시간 내에 평균 20 μm 의 산화층을 형성시킬 수 있음.


신소재공정센터 복합 폴리머 제조 기술

· 기술설명

장기 사용된 열수송 강관의 증가에 따라 배관의 개체 및 유지보수를 위한 공사가 증가하고 있음. 하지만 장기 사용된 밸브에서 발생하는 누수로 인하여 보수공사 시 소용시간 및 비용 증가 등의 문제가 발생하고 있음. 이에 밸브 누수로 인해 발생되는 문제점을 해결하기 위하여 단기간 밸브 내 유체의 흐름을 차단할 수 있는 기술을 개발하고자함. 열수에서 안정하여 열수 배관을 막아낼 수 있고, 시공 후 열수에 분해/용해될 수 있는 수용성 고분자 재료 플랫폼 개발하고 개발한 고분자 재료를 적절한 모양으로 성형 가능하게 하는 기술과 차수공법 적용을 위한 수용성 복합폴리머 시제품 제작


신소재공정센터 경량 금속 합금 설계 및 제조 기술

· 기술설명

고강도 고인성 경량금속 (Al,Mg)의 합금 설계 및 제조 기술을 보유하고 있음. 위의 경량 금속은 시대적 요구에 의해 수요가 폭발적으로 증가하고 있으며, 고품위 Al, Mg 주조 기술이 매우 중요하고, 이의 합금화를 통해 향상된 물성의 메카니즘 분석 기술을 보유하고 있음. 또한, 소성변형(압연,압출) 집합조직 제어 기술과 열처리 조직제어 기술을 보유하고 있음.


신소재공정센터 금속 접합 기술

· 기술설명

고주파 유도가열을 이용한 이종 금속 브레이징 접합 기술 보유. 모재의 용융점 이하에서 metal filler를 녹여 두 모재를 접합하는 기술로, 기존의 가스토치를 대신해 청정한 고주파 유도가열을 이용하여 배관을 브레이징 접합하는 기술임. 이종금속 간의 브레이징 기술이므로 metal filler 선정 및 두 모재의 열용량, 그리고 계면 반응 등을 고려한 접합 공정 개발이 중요함.


신소재공정센터 분말야금소재화 기술

· 기술설명

분말야금소재화 기술을 활용하여 기능성 소재부품, 기계구조용 소재부품, 환경촉매소재, 다공성금속재료 등의 제품을 제조하는 소재부품 제조공정기술을 개발. 열전소재 제조/성형 및 응용 기술, ODS 분산강화 분말소재 제조/성형 기술, 고강성 소결 합금 개발 및 평가 기술 보유


신소재공정센터 금속 극세선 개발 기술

· 기술설명

티타늄이나 초경합금, 반도체 리드프레임 등 난삭재질의 고속절삭 및 초정밀 가공을 위한 방전가공용 고강도 스틸 전극선 개발 기술 보유. 0.05Ø 직경으로 2,000 MPa 이상의 인장강도 및 전기전도도 13 %IACS 이상의 물성 확보. 도금층 물성확보를 위한 Cu/Zn 도금층의 확산열처리 기술 보유함. 자동차에 필요한 전력이나 신호를 전달하는 하네스의 경량화를 위한 Cu 소재 대체용 경량화 전선도체 개발 기술 보유. Cu-Zr 선재의 0.07Ø 급 극세선 가공기술 개발 및 전선적용 평가기술 보유 및 Cu-Zr 선재의 기계적 강도 및 전기전도도 물성 조절을 위한 어닐링 기술 확보.


신소재공정센터 금속재료 용해/주조/가공열처리 기술

· 기술설명

다양한 금속재료 제품의 제조기술을 개발하며, 특히 기업에서 필요로하는 상용화 기술개발을 지원. 비철금속재료의 특성향상을 위해 합금개발, 용해주조기술, 열처리를 통한 물성 향상 기술, 냉간/열간 가공기술을 보유함. Cu Alloy 제조공정기술, 금속 표면 방열처리 기술, Ti 합금 용해/주조/열처리 및 물성평가기술 등을 보유하고 있음.


융합소재연구센터 폐석면 무해화 기술

· 기술설명

· 석면은 화성암의 일종으로 천연의 섬유모양의 규산 화합물로 석면분진에 노출될 경우, 20년에서 40년의 잠복기를 거쳐 석면폐, 악성중피종, 폐암 등의 치명적인 질병유발의 원인이 된다. 또한, 1987년 세계보건기구 산하 국제암연구소에서 석면을 1급 발암물질로 지정됨. · 본 기관에서는 석면 무해화의 방법으로 마이크로파를 이용한 열처리 기술을 확보 하였으며 열처리 효율을 향상 시키고자 마이크로파 흡수율이 높은 무기소재를 이용한 열처리 기술을 개발하였음.


융합소재연구센터 폐디스플레이 해체/분리 실증화 기술

· 기술설명

·본 기술은 폐디스플레이의 제품군에 상관없이 연간 5,000톤 규모를 처리할 수 있는 고효율 폐디스플레이 재활용 공정 기술로써 폐디스플레이 재활용 공정에서 발생하는 유해물질 발생량을 최소화 할 수 있는 친환경 재활용 공정 기술임. · 또한 연간 2,000톤 규모의 폐디스플레이 폐유리 및 공정 스크랩을 처리할 수 있는 고성능 유리 재활용 공정 기술이며 기존 폐기되는 부품 소재를 이용하여 고부가가치 제품을 제조할 수 있는 친환경 소재화 기술임.


융합소재연구센터 미세유체 반응기를 이용한 나노입자 합성 기술

· 기술설명

·미세유체 반응기(microfluidic reactor)는 소량의 시약이 연속적으로 흐르는 반응기를 가열하여 화학적 반응을 일으켜 반응시간의 단축, 빠른 물질 및 열전달, 확산 거리 최소화, 부반응(side reaction)의 최소화 등 다양한 장점이 있음. · 미세유체반응기 (Microfluidic reactor)를 이용하여 양자점을 합성 할 경우, 반응 온도 및 시간을 정확하게 조절이 가능하여 양자점의 크기 조절이 쉬우며 균일도가 매우 높은 양자점 합성이 가능하다. 따라서, 미세유체반응기는 일반 배치 반응 시스템보다 쉽게 균일한 나노결정 구조의 안정성과 양자 효율이 높은 양자점을 합성할 수 있음.


융합소재연구센터 전기화학법을 이용한 나노 반도체 소재 합성 및 응용 기술

· 기술설명

· 전해/무전해 도금을 이용한 칼코게나이드 나노구조체 합성 및 에너지변환, 정보저장, 및 열화학센서 응용 기술 · 박막형 나노복합체 합성 및 전자 이동 메커니즘 제어 기술


융합소재연구센터 다이캐스팅용 고방열 알루미늄 합금 설계 및 제조 기술

· 기술설명

· 현재 방열부품/모듈에 사용되는 다이캐스팅용 알루미늄 합금은 주로 ADC12종으로 열전도율이 90-110W/m․K에 불과함. 이는 알루미늄의 열전도율인 237W/m․K에 비해 낮아 고열전도 구현이 가능한 알루미늄 합금 다이캐스팅 소재가 필요함. · 본 연구팀은 다이캐스팅용 Al-Si 합금의 고방열, 고특성화를 위한 열역학 해석 기반의 합금 설계 기술 및 용탕 청정화 기술을 보유하였으며, 이를 바탕으로 알루미늄 및 마그네슘 등 경량 소재의 고특성화 및 용해/주조 기술 지원이 가능함.