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유리의 단열 특성 향상을 위한 나노기공성
나노입자의 제조 및 코팅소재 개발
연세대학교, 신소재공학과
박 형호
제2회 나노융합 2020 사업 산학연 교류회
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기술의 개요
제안기술의 개요
• 에너지 절감 목적으로 사용하고 있는 저방사 유리에 고단열과 고투명 특성을 가지는 나노기공이 포함된 나노소재를 코팅하거나 나노기공성 나노입자가 함유된 IR-cut 코팅용제를 코팅하여 고단열 에너지 절감형 유리를 제조함으로써 외부로부터 열선의 유입을 차단하고 내부/외부간 단열 효과를 최대화하여 에너지 절감을 극대화하고자 함.
기공 구조체의 고단열 특성 기공 구조체의 고투명성
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기술의 개요
제안기술의 필요성
• 연간 건축물 냉난방을 위해 소비되는 비용은 약 25조원 이상임. • 냉난방 에너지 중 창문으로 빠져나가는 열의 손실 비율이 전체 열손실의
39%로 가장 큰 비중을 차지함. • 고단열 고투명 코팅막의 창유리 적용을 통해 건축물의 단열성을 보완하면
창유리에서 발생하는 열손실을 낮춰 전체 열손실을 68% 정도로 낮출 수 있으며 이를 통하여 7.8조원의 에너지 절감효과를 기대할 수 있음.
건축물의 창문으로 손실되는 열 우리나라 냉난방 에너지절약 목표
녹색성장위원회 보고
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기술의 내용
단열성 향상
나노기공성 나노입자가 첨가된 저방사막
저방사 유리
외부 열선의 효율적 차단
내부 열원의 효율적 단열
유리 이용 건축물의 문제점
저방사 단열특성이 향상된 유리 사용시 기대 효과
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기공소재
대표적 기공 소재의 종류 및 특성
Aerogel Mesoporous
투명성 및 넓은 비표면적 우수한 단열성
High surface area
SiO2 기공소재 Al2O3 기공소재 TiO2 기공소재
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기공소재
기공 소재의 응용분야
반도체식
가스센서
열차단체
우주항공
소재
분자 여과기
우수한 단열성
높은 비표면적
경량성 단열성
높은 기공률
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연구결과
기공성 박막의 합성 및 분석기술 확립
Spin coating 법을 이용한 박막화
X-선을 이용한 구조분석 투과전자 현미경 분석
기공율 및 열전도도 분석 기공구조 분석
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연구결과
기공구조 조절기술 확립
Aging 조절을 통한 기공간 거리 조절 연구
Surfactant 종류에 따른 기공구조 연구
Surfactant 농도에 따른 기공구조 연구
열처리에 따른 구조 안정성 연구
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연구결과
기공구조체의 열전달 메커니즘 규명
기공 정렬도에 따른 열전달 연구
기공 분포에 따른 열전달 연구
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연구역량
논문
• SiO2, TiO2, Al2O3 등 다양한 산화물을 나노기공화 하여 그 특성을 연구하고 Applied Physics Letters, Microporous and Mesoporous Materials, Sensors and Actuators 등의 국제 SCI 저널에 60 여편의 논문을 게재함.
특허
• 나노기공성 구조체 합성 및 응용관련 특허 3건 출원 및 등록
관련 연구 과제 수행
• 폐쇄형 세라믹 나노기공 구조체 형성 및 소재기술 [2008 ~ 2012, 지식경제부] • 열전소재 나노기공 구조체 개발 [2009 ~ 2013, 지식경제부] • 자가집합/one-pot 융합공정에 의한 복합나노구조체 형성 및 열전재료 응용 연
구 [2012 ~ 2014, 한국연구재단] • 극한환경용 세라믹 나노 단열재 연구 [2008 ~ 2016 국방부]
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감사합니다