| 기술명 |
시멘트 모르타르/콘크리트용 고광활성 광촉매 코팅재 제조 기술 |
| 기술개요 |
○ 시멘트모르타르/콘크리트용 고광활성 하이브리드 광촉매 코팅재를 개발하였고, 졸-겔법에 의해 SiO2-TiO2 이중층 코팅재 및 질소를 도핑시킨 N-TiO2-SiO2 코팅재를 콘크리트 기재에 코팅함으로서, 우수한 유해물질 광분해율, 코팅 막의 점착특성 및 경도, 내구성을 지닌 광촉매 콘크리트 (블록)시제품을 제조함
○ 이산화티타늄(TiO2)과 같은 반도성 세라믹스는 나노크기의 결정이 되면, 태양광의 자외선을 흡수하여 광화학반응이 일어나며, 각종 환경오염 물질을 상온에서 완전히 분해시키는 광촉매 기능을 지니게 됨.
○ 건축토목시설의 주재료인 시멘트 건축재료에 광촉매를 적용시킬 경우, 광촉매 물질의 광분해 정화 기능에 의해 자동차 배기가스나 건축화학물질로부터 발생된 각종 대기오염물질들을 상당한 수준까지 저감시킬 수 있음.
|
| 기존 기술의 문제점 |
○ 콘크리트 제조/시공 시, 시멘트 원료, 모래, 골재에 이산화티타늄 광촉매를 5∼15% 정도 첨가하는 방법으로서, 콘크리트 시설물의 표면에 노출되는 광촉매 소재의 양이 적기 때문에 첨가된 광촉매 양에 비해서 얻을 수 있는 광촉매 효율이 매우 낮다는 문제가 있음
○ 티타니아 분말이 혼합(함침)된 콘크리트로서 자외선광 영역에서만 광활성을 나타내는 단점이 있음
|
| 기술의 우수성 및 효과 |
- ○ 차별성
-
차별성
| 기능/성능 |
○ 광활성 및 대기오염물질에 대한 광분해 제거반응이 우수한 하이브리드 광촉매 코팅재 개발
-보론이 도핑된 B-TiO -CNTs 광촉매 소재를 졸-겔법을 이용하여 제조, MB 염색용액을 99% 광분해하는 높은 광활성을 나타냄
○ 시멘트모르타르/콘크리트용 우수한 광활성 코팅재 제조공정 및 높은 대기오염물질 광분해 기능을 지닌 고기능성 광촉매 콘크리트 제조 기술
-SiO2-TiO2와 질소를 도핑시킨 N-TiO2-SiO2 광촉매 코팅재를 코팅시킨 콘크리트 시편을 제조, 벤젠, 이산화질소, 톨루엔 가스를 98%이상 광분해 제거함
-코팅된 광촉매 막은 연필 경도테스트 측정으로 2H이상의 높은 경도를 나타내었고, Cross-cut법으로 0 등급의 높은 밀착성을 나타냄
|
| 장/단점 |
○ 본 연구에서 개발된 광촉매 코팅재는 SiO2 산화물과 하이브리드화 함으로서 SiO2-계 물질이 콘크리트 기재 표면에 바인더와 같은 역할을 하게 되어 광촉매 분말을 강하게 고정시킬 수 있고, 또한, 질소 산화물이 도핑된 N-TiO2-SiO2 광촉매 코팅재는 가시광 하에서도 활성화되기 때문에 오염물질 광분해율이 크게 향상됨
○ 에너지밴드 크기가 다른 산화물과 이종접합 시킨 하이브리드 광촉매 물질로서 기존 광촉매 적용 건자재 제품 대비, 유해물질 광분해율이 30% 이상 향상 효과
○ 자외선뿐만 아니라 가시광 하에서도 높은 광활성화가 일어남
|
경제성
(공사비, 유지관리비, 공사기간 등) |
○ 대도시 건축물에 시멘트/콘크리트에 광촉매 물질을 적용함으로서 도심 내 대기오염물질 저감 효과
○ 대도시 대형 건물/빌딩의 외부 청소/관리 비용 절감
|
- ○ 우수성
-
우수성
○ 광촉매 나노소재를 이용한 오염물질 분해성능을 갖는 시멘트모르타르/콘크리트용 고광활성 코팅재를 제조하고, 이를 시멘트모르타르/콘크리트에 코팅하여 광촉매 콘크리트를 제조하는 방법을 개발함
○ 졸-겔법에 의해 SiO2-TiO2 이중층 코팅재 및 질소를 도핑시킨 N-TiO2-SiO2 코팅재를 합성하여 코팅한 콘크리트 블록은 우수한 유해물질 광분해율, 코팅 막의 점착특성 및 경도, 내구성을 지님
|
- ○ 경제적 효과
-
경제적효과
국내외적으로 친환경 건축자재 사용에 대한 관심이 커지면서 앞으로 광촉매를 적용한 건축자재에 대한 수요가 증대될 것으로 예상되고, 본 연구개발로부터 개발된 우수한 광촉매 소재를 시멘트/콘크리트, 건축물 외장 타일 제품 등에 적용, 고부가가치의 친환경 건축자재 신제품 상용화 활용 기여
|
-
설계단가, 공사비, 유지관리비, 공사기간, 간접효과의 내용이 있습니다.
| 설계단가 |
0원 |
| 공사비 |
0원 |
| 유지관리비 |
0원 |
| 공사기간 |
0 |
| 간접효과 |
친환경 고기능성 광촉매 콘크리트 소재와 같은 새로운 건축자재 산업분야 일자리 창출 |
|
| 기술내용 |
○ 이산화티타늄(TiO2)과 같은 반도성 세라믹스는 나노크기의 결정이 되면, 태양광의 자외선을 흡수하여 광화학반응이 일어나며, 각종 환경오염 물질을 상온에서 완전히 분해시키는 광촉매 기능을 지니게 됨.
○ 시멘트모르타르/콘크리트용 고광활성 하이브리드 광촉매 코팅재를 개발하였고, 졸-겔법에 의해 SiO2-TiO2 이중층 코팅재 및 질소를 도핑시킨 N-TiO2-SiO2 코팅재를 콘크리트 기재에 코팅함으로서, 우수한 유해물질 광분해율, 코팅 막의 점착특성 및 경도, 내구성을 지닌 광촉매 콘크리트 (블록)시제품을 제조함
|
| 기술활용 실적 및 전망 |
- ○ 기술활용 실적
- ○ 향후 활용전망
-
향후 활용전망
○ 시멘트 관련 건자재 제조업체 및 시멘트 건자재 응용, 콘크리트 시공 건설업체와 기술이전 및 기술실시 등의 기술협력에 의하여 본 과제수행으로부터 개발된 기술이 건설 산업현장에 적용될 수 있도록 추진함
|
|
| 수요처 및 권리현황 |
- ○ 기술적용 현장 및 대상
-
기술적용 현상 및 대상
-건축토목시설의 주재료인 시멘트 모르타르 생산 업체 및 콘크리트 시공 기업
|
- ○ 희망 수요처 및 현장
-
희망 수요처 및 현장
-시멘트 관련 건자재 제조업체 및 시멘트 건자재 응용, 콘크리트 시공 건설업체
-도심 주택 빌딩, 토목건설 시공 현장 적용
|
- ○ 권리·인증현황
-
권리·인증현황
| 구분 |
출원/등록/시험번호 |
비고 |
| 특허출원 |
10-2017-0160333 |
(특허명) 광촉매 제조용 졸 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 광촉매 박막의 제조 방법 |
| 특허출원 |
10-2018-0160333 |
(특허명) 오염물질 광분해 기능을 가지는 광촉매 콘크리트 제조방법 및 이의 재생 방법 |
|
| 추가기술정보 |
- ○ R&D수행이력
-
R&D수행이력
| 사업명 |
국토교통기술촉진연구사업 |
| 과제명 |
오염물질 분해성능을 갖는 고광활성 시멘트모르타르/콘크리트 코팅재 개발 |
| 연구기간 |
2018-01-01 ~ 2018-12-31 |
| 연구비 |
370,000,000원 |
- ○ 기술분류
|
이 누리집은 대한민국 공식 전자정부 누리집입니다.
