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  • 기사등록 2018-04-30 11:29:49
  • 수정 2018-04-30 12:45:57
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▲이태윤 교수
수소 가스 유출 여부를 쉽게 판별할 수 있는 기술이 한·중 공동 연구진에 의해 개발됐다.

 

한국연구재단은 이태윤 교수(연세대학교)와 용펭 메이 교수(Yongfeng Mei, 푸단대학교) 연구팀이 수소 가스에 반응하는 나노박막 기반 마이크로-(micro-roll)을 개발했다고 30일 밝혔다.

 

연구팀은 둥글게 말려있다가 수소 가스에 반응하면 펴지는 나노박막 기반 마이크로-(micro-roll) 액츄에이터(actuator)를 개발했다.

 

이를 통해 수소 가스 노출 시 수 초 이내에 빛의 투과도가 50% 이상 달라져 센서가 즉시 반응할 수 있도록 했다.

 

그동안 전기적인 신호 대신 광학적인 신호를 사용하는 광학 방식의 수소 센서가 개발됐지만, 육안으로 식별 가능한 수소 센서의 경우 화학 반응을 기반으로 하기 때문에 반응 시간이 수 분에서 수십 분까지 소요되는 단점이 있었다.

 

이와 달리 연구팀이 개발한 수소 센서는 전력 공급이 필요 없는 무전원성과 폭발 위험이 없는 비폭발성은 물론 수 초 이내에 반응하는 초고감응성 등의 특성을 나타내 상용화의 가능성이 매우 높다.

 

이태윤 교수는 이번 연구를 통해 수소 가스에 노출된 팔라듐의 화학적 및 기계적 변화를 모두 활용하여 빠르고 높은 응답을 가지는 센서를 개발했다정밀 수소 계측장비부터 단순한 수소 누출 경보 센서까지 다양하게 적용할 수 있어 수소를 사용하는 전 분야에 걸쳐 파급효과가 클 것으로 예상하며, 미래형 디스플레이에도 응용이 가능하다고 밝혔다.

 

한편 수소는 석유, 화학, 철강 등 산업 전반에 걸쳐 필수적인 원료로 사용되고 있으며 수소연료전지가 개발됨에 따라 일상생활에서도 사용량이 매년 증가하고 있다.

 

반면에 수소 특유의 무색, 무취, 무미의 성질과 공기 중 농도 4% 이상만 돼도 쉽게 폭발하는 특성 때문에 안전성 확보를 위한 누출검지 시스템 사용이 필수적이다.

 

현재까지 상용화된 수소 센서는 전력 공급이 필요하며 이 경우 센서에 전해지는 전류가 점화원이 될 수 있어 오히려 수소가 누출됐을 때 폭발의 위험성을 증가시킨다.

 

이 연구는 교육부·과학기술정보통신부·한국연구재단 대학중점연구소지원사업, 나노·소재기술개발사업, ·중협력연구사업의 지원으로 수행됐으며 국제학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances) 46일 자 논문으로 게재됐다.

▲수소가스에 노출돼 변하는 마이크로-롤

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