| 2차년도 |
● 나노 이산화티탄(TiO2) 광촉매를 활용하여 오염물질에 대한 효율적인 자기정화성능(self-cleaning)과 다공성 재료를 활용하여 단열기능성능 건설재료 및 패널 제조기술 개발
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(1) 개발기술 1: 나노 이산화티탄 광촉매 활용 자기정화성능 패널 제조 기술● 나노 이산화티탄 광촉매 기초물성 평가 - 나노 이산화티탄 광촉매의 성분 구조 / 입도 특성- 나노 이산화티탄 광촉매를 콘크리트용 자가정화성능 재료로 활용하기 위한 기초물성 분석● 자기정화용 콘크리트 배합 및 제조기술 개발- 나노 이산화티탄 광촉매를 콘크리트용 자가정화성능 재료로 활용하기 위한 콘크리트 최적배합기술 개발- 자기정화용 콘크리트 최적배합 도출- 자기정화용 콘크리트 작업성능 확보 기술● 나노 이산화티탄 광촉매 적용 콘크리트의 역학 및 수화 특성 분석● 나노 이산화티탄 광촉매 콘크리트의 압축강도 및 인장강도 실험 및 결과분석● 나노 이산화티탄 광촉매 적용 콘크리트의 수화 특성 분석－ 미세구조(SEM) 분석 및 공극 특성 분석 (MIP)● 콘크리트 패널 자기정화성능 촉진실험 기법 구축- UV 조사 조건 나노 이산화티탄 광촉매의 광분해에 의한 메틸렌블루(methylene blue) 수용액의 분광 변화 분석- UV 조사 환경 메틸렌블루 색상 변화의 정량 평가 (분광측색계를 활용)● 나노 이산화티탄 광촉매 콘크리트 자기정화 성능 평가- 나노 이산화티탄 광촉매 적용 콘크리트(건설자재)의 촉진실험을 통한 자기정화성능 평가- 나노 이산화티탄 광촉매 적용 수준에 따른 패널의 자기정화성능 평가- UV 노출 조건에 따른 자기정화성능 실험 및 결과 분석 - 나노 이산화티탄 광촉매 함유량 / 농도 등(2) 개발기술 2: 다공성 EPA 재료를 활용한 단열용 패널 제조기술 개발● 바텀애시 기반 다공성 EPA 입도 분포에 따른 기초 물성 특성 분석※ EPA: engineered porous aggregate- 바텀애시 다공성 골재의 입도분포 / 단위중량 / 표건밀도 / 흡수율 / 기공 특성- 바텀애시 기반 다공성골재를 패널용 단열 재료로 활용하기 위한 기초물성 분석● 건물에너지 효율 향상을 위한 다공성 단열 패널용 콘크리트 배합 및 제조기술 개발- 다공성 EPA를 단열패널 제조용 건설재료로 활용하기 위한 최적 콘크리트 배합기술 개발 및 기초 실험연구 수행－ 단열패널용 최적배합 도출 / 작업성능 확보 기술● 다공성 EPA 복합재료 활용 고단열 콘크리트의 역학 및 수화상 특성 평가- EPA 특성에 따른 고단열 콘크리트 강도 영향 분석- 압축강도 / 인장강도 / 휨강도 등● EPA 활용 고단열 콘크리트의 수화상 특성 분석－ 열중량 분석(TGA) / 수화상 분석 (SEM)● 다공성 EPA 복합골재 활용 콘크리트의 단열 특성 평가- 열전도율, 비열(열확산율) 등 단열성능 연관성 분석- 다공성 바텀애시 특성에 따른 열전도율 영향 분석● 단열패널에 효과적으로 활용하기 위해 열전도율, 비열 용량 등 열전달 특성 파악
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
● 나노 이산화티탄 기반 광촉매의 뛰어난 광분해 기능은 가정용, 산업용을 다양한 활용도를 가질 수 있으며, 국민 삶의 질에 밀접한 영향을 미치는 주거시설의 오염유발물질 감소에 크게 기여할 것으로 예상됨● 다공성 단열기능 복합패널은 다양한 건축물과 유사 시설물 요소에 적용할 수 있으며, 신축 건축물뿐만 아니라 기존 건축물의 단열보강에도 적용이 가능함.● 단열기능 복합패널은 내구성이 우수하여 물성변화가 발생치 않으며, 내화성능이 우수한 불연재로서 건축물의 품질과 내구성을 향상시키고 지속 가능한 제로에너지 하우스 및 빌딩 등의 신시장 구현에 기여할 것으로 기대됨● 자기정화기능과 단열기능을 복합적으로 갖는 복합패널 제품은 아직까지 세계적으로 상용화되지 않은 신기술로서 국내에서 독자적인 기술개발을 통해 제조 및 적용기술을 확보하여 해외로의 기술 수출이 가능함.
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| 사회 경제적 파급효과 |
● 친환경적이고 경제적인 복합단열 소재는 점차 확대되는 국내 단열재 시장의 무기단열재 수요를 충족시키는데 일조함 - 단열 특성과 자기정화기능을 동시에 갖는 일체형 무기계 불연 외벽패널은 패시브하우스와 같은 신건축 시장에서 에너지 절감형 건축기술 확대 보급 가능- 불연 특성, 고단열 성능 및 발전소 산업부산물 재활용 자재 사용으로 인한 친환경 건축물 확대 보급이 가능하며, 다기능성 소재인 불연 외벽 복합패널의 사용으로 인해 수요자 대응형 외벽 단열 시공기술 제시 가능● 대기오염으로 인한 사회적인 비용이 연간 2조 6천억 원 이상이 발생- 이 중에서 질소산화물에 의한 영향이 약 1조 3천억 원에 달함.- 자기정화기능 기술 개발로 인한 경제적 효과는 더욱 크게 기대됨. ● 나노 이산화티탄 광촉매와 다공성 EPA 활용 다기능 복합 패널 건설자재 상용화- 신규 제품 생산을 위한 생산설비 설치 및 고용인력 증대가 기대- 수입 외장재 수입대체 효과와 신규 수출 가능 품목의 확대로 내수 및 수출 증가
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| 활용방안 |
● 이산화티탄 광촉매와 EPA를 적용한 저비용 고효율 복합패널 실용화- 주거 및 다중이용시설을 포함한 광범위한 건물에 복합패널을 활용 - 다중이용시설 이외에도 특히 미세먼지 및 기타 공기오염원의 관리기준이 높은 의료시설물 외장용 패널 자재 개발에 활용● 복합 콘크리트 패널 자재 개발 및 성능평가 기술 활용 - 다기능 복합 패널 제조기술을 건축 외장재 패널, 내장재 패널, 유기도료, 의장성 콘크리트 등 다양한 자기정화 기능성 건축자재에 응용 활용 가능. - 시설물 종류별 사용하는 거주자 중심으로 다양한 패널 사양과 성능 정보를 제공하여 개발기술의 실용화 가능성 및 패널 제품의 다양성 확보 가능 - 고성능 다기능 복합패널의 최적 재료 선정, 배합, 패널제조 및 성능평가 기술을 활용 - 수요 맞춤형 자기정화성능 및 단열성능을 갖는 다기능 복합 패널 제작 및 시공 절차를 별도로 제공하여 제작 및 시공이 한번에 가능한 솔루션 제공 기술지원 가능● 경량 멀티기공형 복합소재 단열재 개발 및 개발 단열 소재를 통한 시제품 활용- 샌드위치 패널, 콘크리트 단열 블록, 단열 패널 및 구조·단열 일체형 패널 등에 활용- 사업화 시장은 패시브 하우스, 제로에너지 하우스, 제로에너지 빌딩 등
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