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보고서 요약서
요약문
목차
제1장 서론 11
1.1. 연구의 필요성 11
1.1.1. 연구개발의 과학기술, 사회 경제적 중요성 11
1.2. 연구개발의 목표 및 내용 14
1.2.1. 연구개발의 최종목표 14
1.2.2. 1차년도 연구 개발 목표 및 내용 15
1.2.3. 2차년도 연구개발 목표 및 내용 15
1.3. 연구개발 추진방법 및 체계 16
1.3.1. 연구개발 추진방법 16
1.3.2. 연구개발 추진체계 17
제2장 연구개발 내용 및 방법 18
2.1. 고체전해질 기반의 전기화학식 CO 가스센서 개발 18
2.1.1. 고체전해질 기반의 전기화학식 가스센서연구개발 문헌조사 및 기초연구 18
2.1.2. 고체전해질 표면 특성연구 및 전극형성기술 개발 20
2.1.3. 외부 환경 변화에 따른 센서 특성변화 최소화 기술개발 24
2.1.4. 양산 및 자동생산 가능한 센서구조 및 시작품 개발 26
2.1.5. 고체전해질 기반의 전기화학식 CO 가스센서 자동화 조립 장비 개발 31
2.1.6. 고체전해질 기반의 CO 가스센서 성능평가 방법 확립을 통한 특성평가 34
2.2. 가정용 CO 누설 경보기 제품 개발 39
2.2.1. EN50291, UL2034 규격에 대한 연구 및 타사 제품 벤치마킹 39
2.2.2. 저 전력 구동의 구동회로 및 주변회로 개발 42
2.2.3. CO 누설경보기 H/W 및 S/W 개발 43
2.2.4. 가정용 CO 가스 누설 경보기 시작품 개발 44
제3장 결론 50
3.1. 연구개발 결과 50
3.1.1. 고체전해질 기반의 전기화학식 CO 가스센서 시작품 개발 50
3.1.2. CO 누설 가스 경보기 시작품 개발 50
3.2. 연구결과의 기대효과 51
3.2.1. 기술적 측면 51
3.2.2. 경제·산업적 측면 51
3.3. 연구결과의 활용방안 52
표 1.1. CO가스 사고유형별 사고건수 및 사망률 13
표 1.2. 정량적 기술개발 목표 14
표 2.1. Carbon monoxide concentration versus time for alarm test points based on 10 percent Carboxyhemoglobin(COHb) 39
표 2.2. Gas and vapor concentration for selectivity test 40
표 2.3. Battery 전원 공급형 가정용 CO 가스 경보기 사양 40
표 2.4. AC 전원 플러그 형태의 가정용 CO 가스 경보기 사양 41
표 2.5. AC 전원 전선 내장형 가정용 CO 가스 경보기 사양 41
표 2.6. Hardware specification of CO alarm 43
표 2.7. CO 가스 누설경보기 시작품의 CO 가스 노출 시 반응시간 테스트 결과 46
표 2.8. CO 가스 누설 경보기의 간섭 가스 영향성 평가 결과 47
표 2.9. CO 가스 누설 경보기의 알람 음압 테스트 결과 47
표 2.10. 가정용 CO 가스 누설 경보기 시작품 사양 48
표 2.11. 연구개발 과제의 정량적 기술개발 목표 및 달성치 49
그림 1.1. 연구개발 추진체계도 17
그림 2.1. Synkera 사의 소형 고체전해질 기반의 전기화학식 CO 가스센서 구조 19
그림 2.2. NAFION의 구조 20
그림 2.3. 고분자 전처리 공정 개요도 21
그림 2.4. 전극용 Pt/C 나노소재 합성 개요도 22
그림 2.5. 고체전해질 전기화학 셀 제작 공정도 22
그림 2.6. 측정 장치 및 CO 감지 특성 곡선 23
그림 2.7. Pt-MWNT 전극 물질의 CO 감지 및 선형성 평가 23
그림 2.8. 고체전해질 전기화학셀의 CO 감지 특성 24
그림 2.9. 가습형 고체전해질 전기화학셀의 CO 감지 특성의 안정성 평가 25
그림 2.10. 센서 기구 설계도 (Top housing, Bottom housing) 26
그림 2.11. 기존 전기화학식 CO 가스센서 구조와 신규 개발한 CO 센서 구조 27
그림 2.12. Top housing 조립 공정 28
그림 2.13. Bottom housing 조립 공정 29
그림 2.14. Twin 전극 센서 및 2전극 센서의 조립 공정 30
그림 2.15. 신규 개발한 고체 전해질 기반의 CO 센서 설계 및 시작품 30
그림 2.16. 가스센서 자동화 조립 장비 도면 31
그림 2.17. 고체전해질 CO 가스센서 하우징 사출물 및 부품 32
그림 2.18. 자동화 센서 조립 장비의 Top housing assembly part 32
그림 2.19. 자동화 센서 조립 장비의 Bottom housing assembly part 32
그림 2.20. 고체 전해질 기반의 전기화학식 CO 가스센서 자동화 조립 장비 33
그림 2.21. 센서 평가 및 측정시스템 37
그림 2.22. 개발된 전기화학식 CO 가스센서의 반응특성 37
그림 2.23. 신규 개발한 전기화학식 CO 가스센서의 선형적 반응 특성 38
그림 2.24. 전기화학식 CO 가스센서의 온도 특성 38
그림 2.25. 가정용 CO 경보기의 센서 구동 및 경보시스템 회로도 42
그림 2.26. 가정용 CO 누설경보기의 기구설계 44
그림 2.27. 가정용 CO 누설경보기 시작품 이미지 45
초록보기 더보기
I. 연구제목
고체전해질을 이용한 전기화학식 CO 센서 기술개발 및 이를 이용한 CO 센서 및 EN, UL 규격의 CO 누설 가스 경보기 제품기술 개발
II. 연구목적
1. 고체 전해질 기반의 전기화학식 CO 가스센서의 요소기술 개발 및 EN, UL 규격에 적합한 CO 누설 경보기 회로 설계 기술 개발
2. 고체 전해질 기반의 전기화학식 CO 가스센서 시작품 및 양산 기술개발을 기반으로 한 CO 누설 경보기 시작품 개발
III. 연구내용
1. 고체전해질의 전기화학식 CO 가스센서 제조기술 개발
가. 프로톤 전도성 향상 및 유지를 위한 고체전해질 처리기술 개발
나. 고체 전해질 필름위에 촉매 전극 형성기술 개발
다. 고체 전해질 특성 유지를 위한 습도 변화에 따른 전도성 유지기술 개발
라. 고체 전해질을 이용한 센서 package 기술
마. 저가의 대량 생산용 자동화 공정을 이용한 센서 제조 기술 개발
바. 고체 전해질 기반의 CO 센서 성능 평가 및 신뢰성 평가
2. 해외 규격(UL, CE)를 만족하는 CO 누설 경보기 개발
가. CO 누설 경보기에 대한 EN50291 규격 및 UL2034 규격에 대한 조사
나. 배터리 구동 가능한 저전력 구동회로 개발
다. CO 누설 경보기 기능 구현
라. 시작품 개발 및 성능 평가
마. UL, CE 규격 적합 여부에 대한 평가
IV. 주요 연구성과
1. 고체 전해질 기반의 전기화학식 CO 가스센서 시작품 개발
2. 해외 규격에 적합한 가정용 CO 가스 누설경보기 시작품 개발
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