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플라즈마 융복합기술 개요
핵융합 및 플라즈마 기술을 활용한 사회현안 해결을 위한 기술 연구사업

주요 연구사업

  • 플라즈마기술 기반 에너지 생산/저장/효율 향상 기술
  • 플라즈마기술 기반 환경 개선 기술
  • 플라즈마기술 기반 반도체 및 디스플레이 요소기술
  • 플라즈마기술 기반 바이오 기술
  • 반도체 및 디스플레이 요소기술
  • 연구목적

    연구목적

    연구내용

    연구내용

    주요성과

    주요성과
  • 플라즈마-농식품 융합기술
  • Plasma Farming의 정의

    • 농업·축산·수산·식품의 ‘농장에서 식탁까지’ 전주기에 포괄적으로 플라즈마기술을 적용하는 것을 ‘Plasma Farming’ 이라고 한다.
    • 일반인이 쉽게 이해하기 위해서 eco-friendly farming(친환경 농업), organic farming(유기농), smart farming(스마트 파밍)과 비슷하게 plasma farming이라고 이름을 붙였다. ‘Plasma Agriculture’라는 용어도 같이 활용되고 있다.
    • Plasma Farming의 적용 대상은 곡물, 채소, 과일 등과 같이 식물 대상과 소고기, 돼지고기, 닭고기, 물고기 등과 같이 동물 대상이 있다.

    저온 플라즈마의 특성:활성, 살균

    • 플라즈마 공간에는 전하(전자, 이온), 산소 활성종 (O, OH, H2O2, O3, 등), 질소 활성종(NO, NO2, NO3, 등), 광(UV, 가시광선 등), meta-stable species, exited state species 등이 존재하여 저온 플라즈마는 물리적, 화학적 성질을 모두 가진다.
    • 저온 플라즈마는 세기(농도)를 약하게 하면 세포의 활성이나, 분자 합성 등과 같은 활성(activation) 기능을, 세기를 강하게 하면 곰팡이 살균, 세균 살균과 같은 살균(sterilization) 기능을 구현할 수 있다.

    연구내용

    유용한 방송 자료

  • 환경개선 기술
  • 연구목적

    High GWP (Global worming potential) 난분해성 가스 분해 기술 개발

    연구내용

    • 마이크로웨이브 플라즈마 토치 최적화
    • 플라즈마 가스 분해 기술 최적화 공정 개발
    • 플라즈마 반응기 최적화


    주요성과

    • 이산화 탄소 915MHz 마이크로웨이브 플라즈마 방전 시스템 구축
    • 이산화 탄소 플라즈마 발생
    • 이산화탄소-메탄 개질을 통한 H2, CO 생산




  • 나노물질 합성/조합 응용기술
  • 연구목적

    Plasma-material interaction 현상의 전기화학 (electrochemistry)적 해석을 통해 한계 극복용 신소재 합성 및 응용분야 연구.

    연구내용

    • 플라즈마전기화학적 나노입자 합성 및 응용 연구
      - Ag/Au/Pt/Ru/Ir/Pd 나노입자 및 Core shell 합성
      - 나노입자 크기 및 분포도 제어
      - 고성능 전도성잉크 및 촉매 응용 연구
      - 고분자 합성 및 응용
    • 플라즈마 전기화학적 직접 인쇄 공정 연구
    • 플라즈마 기반의 다이아몬드 박막 합성 및 나노다이아몬드 정제/응용 연구

    주요성과

    • 플라즈마전기화학적 나노입자 크기제어 및 분포도 제어 (Monodispersity)
    • 플라즈마전기화학적 전도성 고분자 합성 및 응용
    • 플라즈마전기화하적 Ag/Au core shell 합성



    • 플라즈마전기화하적 Ag/Au core shell 합성
      - 플라즈마의 나노다이아몬드 정제 메커니즘 규명.
      - 플라즈마 기반의 고순도 나노다이아몬드 직접 인쇄 기술 개발



  • 탄소섬유 복합체 합성기술 개발
  • 연구목적

    전도도가 향상된 기능성 탄소섬유 복합체 합성 원천기술개발

    연구내용

    • 수중방전에 의한 금속 나노입자 합성 메커니즘 확립
    • 나노입자 합성을 위한 최적 전극 구조 및 전력원 개발
    • 탄소섬유에 금속 나노입자 코팅을 위한 공정 개발
    • 코팅된 금속 나노입자의 안정화 공정 개발


    주요성과

    • 수중방전을 이용한 나노입자 합성 공정 개발
      - 기존 공정대비 나노입자 합성 시간과 화학약품 소비 감소
      : Mater. Focus, Vol. 3, 410 (2014), “Charactization of Copper Nanoparticles Synthesized from a Plasma Discharge in Solution 특허 10-1755795 수중방전을 이용한 구리 나노입자와 나노잉크의 제조 방법



    • 금속 나노입자 코팅기술 개발
      - 금속 나노입자 합성 및 코팅을 One-step으로 가능



  • 에너지 생산/저장/효율 향상 기술
  • 연구목적

    • 이차전지 활물질 분체 표면처리를 통한 이차전지 안정성 향상
    • 대기압 플라즈마를 이용한 태양광 패널용 다결정 실리콘 표면 개질
    • 탄소 자원화를 위한 플라즈마 기술 기반 CO2 자원화

    연구내용

    • 이차전지 양극분체 표면 불순물 제거 및 F 보호막 형성
    • 태양광 패널용 다결정 실리콘 기판 표면 개질
    • MW-RF hybrid 및 플라즈마-촉매 hybrid 공정을 통한 CO2 전환 기술 개발




    • MW-RF hybrid 및 플라즈마-촉매 hybrid 공정을 통한 CO2 전환 기술 개발

    주요성과

    • NCM 리튬이차전지 양극활물질 LiOH, Li2CO3 제거 및 F Passivation 막 형성 기술
      - 고 Ni 조성의 NCM 분체 중 높은 수준의 불순물을 고속으로 제거, 동시에 표면 불화 보호막 형성 (국내외 특허 취득)
    • 대면적 대기압 플라즈마 다결정 실리콘 웨이퍼 표면 개질
      - 대기압 플라즈마를 이용한 다결정 실리콘 기판 건식 표면 Texturing



    • 마이크로웨이브 플라즈마 토치를 이용한 가스 스크러버 기술 개발
    • 고효율 저에너지 플라즈마 스크러버 개발(기존 장비의 에너지 절감 30%) 상용화 연구 수행
      - Journal of Hazardous Materials, Abatement of fluorinated compounds using a 2.45GHz Microwave plasma torch with a reverse vortex plasma reactor