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실란계 복합화 무기물을 이용한 SPAES 복합막의 특성평가
우창화,김득주,남상용 한국막학회 2015 멤브레인 Vol.25 No.5
본 연구에서는 고온에서 우수한 전도성을 가지는 전해질막의 개발을 위하여 신규한 실란계 무기물을 합성하였으 며, 이를 이용하여 제조된 분리막의 특성평가가 진행되었다. 탄화수소계열 고분자인 SPAES를 합성하여 고분자 물질로 사용 하였으며, 높은 이온전도성을 가지는 무기물의 제조를 위하여 silica, phosphate, zironium계 물질을 졸겔법을 이용하여 복합화 시켰다. 각 조성의 몰비를 조절하여 세 가지 종류의 무기물을 제조하였으며 조성에 따른 물성변화를 관찰하였다. EDX 분석 결과 제조된 무기물은 고분자 분리막 내에 고르게 분산이 되는 것을 확인하였다. 친수성을 가지는 무기물의 도입을 통하여 분리막 내에 이온을 전달할 수 있는 수분채널이 형성되어 함수율이 증가가 됨을 확인하였다. 또한 zirconium계 무기물의 함량이 높을수록 고온에서 전도도가 향상되는 결과를 확인하였으며 복합화된 실리카는 저온 가습조건에서 이온전도도가 향상 되는 결과를 나타내었다. In this study, we synthesize novel silane based inorganics for preparation of the polymer electrolyte membrane with high proton conductivity under high temperature condition and developed membranes are characterized. SPAES, hydrocarbon based polymer are synthesized and used as main polymeric material. We used sol-gel method to prepare inorganic material with high performance using silica, phosphate and zirconium. Three types of inorganics were prepared by control of the mole ration of each component. As a result of EDX analysis, the inorganic materials are well dispersed in the polymer membrane. The water uptake of the composite membrane is increased by introduction of the hydrophilic inorganic material in the membrane. When the content of the zirconium in the membrane is increased, the proton conductivity of the composite membrane shows the higher value than pure SPAES membrane at the high temperature. And the silica based inorganics effect to increase the proton conductivity under low temperature condition.
우창화 한국반도체디스플레이기술학회 2019 반도체디스플레이기술학회지 Vol.18 No.3
Recently, Korea has been making efforts at the government level to overcome the national crisis that Japan's dependency on technology in the semiconductor and display materials sectors has also escaped due to export regulations on three materials carried out by Japan. Therefore, based on the data of the National Science & Technology Information Service (NTIS) operated by the government, we analyze the trend of R & D investment in the display field, thereby improving R & D to improve material technology competitiveness in the future. Let's examine the implications of investment. A total of 5 years of new research and development investment in the field of display was invested as basic research fund for 25%, 15% for applied research, and 53% for development research. In terms of development cost and development period, the basic research showed that the amount of money and the development period were shorter than that of applied research. In other words, the basic research accounted for 25% of the R & D investment and the average R & D period was only 3.2 years. As we can see from the recent development of H fiber carbon fiber, which was recently developed and entered full-scale production, we were able to succeed because of the benefits of government support for 10 years while giving the same material title differently. In order to escape from Japan's technological dependence on semiconductor and display materials in Korea, As such, basic research in the field of materials is only possible when long-term research is conducted.
우창화 한국막학회 2020 멤브레인 Vol.30 No.2
21세기 들어서 더욱 나빠지는 기후변화로 가뭄이나 물 부족현상이 전 세계적으로 확대되고 있다. 또한, 화석연료 사용으로 발생하는 이산화탄소는 전체 온실가스의 80%를 차지하기 때문에 지구 온난화의 요인이 되고 있다. 따라서 수처리 멤브레인, 가스분리용 멤브레인, 2차전지용 분리막의 중요성은 증대하고 있으나, 미국, 일본, 독일 등 선진국에서 기술을 독점 하고 있어서 국내 멤브레인 기술의 고도화 및 경쟁력 강화가 시급히 요구되고 있다. 그래서 국가에서도 연구예산을 지원하고 있으나, NTIS 데이터를 이용하여 효율성을 분석하였다. 분석 결과, 단기과제 위주로 지원되고 있고, 타 기술 분야에 비해서도 연구비 규모가 작으며, 기초 소재 분야 지원이 취약한 것으로 분석되었다. 따라서 장기과제를, 많은 예산으로, 대학을 중심으 로 많이 투자할 때 멤브레인 기술의 향상과 경쟁력이 강화되어 선진국과 동등한 기술력을 갖출 것으로 기대된다. Climate change is getting worse in the 21st century. So, water shortages are expanding worldwide. Carbon dioxide generated from the use of fossil fuels is 80% of the total green house gas. Because it occupies, it has become a factor of global warming. Therefore, the importance of water treatment membrane, gas separation membrane, and secondary battery separation membrane is increasing, but it occupies technology in developed countries such as the United States, Japan, and Germany. Therefore, the advancement of membrane technology is urgently required. So, although the country supports a lot of research budgets, We will analyze the results using NTIS data. As a result of the analysis used, it is supported mainly for short-term tasks, and the research budget is small compared to other technical fields, so the basic material field technology is weak. Therefore, when we invest a lot of long-term tasks, with a lot of budget, and universities, membrane technology has been improved and competitiveness has been strengthened.
특허 및 논문 분석을 통한 디스플레이용 접착제의 기술경쟁력 분석
우창화 한국반도체디스플레이기술학회 2018 반도체디스플레이기술학회지 Vol.17 No.3
According to IHS, the overall display market is expected to grow at an average annual rate of 6% from $ 104 billion in 2016, to $ 138 billion in 2021. Among them, the OLED display panel will grow from $ 15 billion to $ 41 billion over the same period, forecasting a high annual growth rate of 22%. However, the refraction index, light leakage, bubble generation, adhesion deterioration, peeling phenomenon, moisture resistance, light transmittance, low turbidity. OCA (optically clear adhesive), which solves problems such as improving the resistance of the conductive film, is largely dependent on imported products. In addition, in 2016, the world market is worth KRW4.3 trillion, and the adhesive market has a large market effect. In this study, we tried to analyze the technical competitiveness of patent and thesis by classifying OCA (optically clear adhesive, optical adhesive) for display panel by curing method. As a result of the study, the amount of patents and papers in Korea was found to be superior to other competitors, but the quality level was low. In particular, it was found that the achievements of the papers in the hot melt field are lacking and the government should expand its support.
2P-472 수처리용 분리막의 특허 및 논문 게재 분석을 통한 연구동향 및 경쟁력 분석
우창화 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1
지구 온난화, 환경오염, 가뭄 등의 재해현상으로 인한 물 부족 현상이 진행됨에 따라, 수자원의 활용성을 증가시키기 위한 다방면에서 연구들이 진행되고 있고, 그 중, 분리막을 이용한 수처리 기술은 점차 응용 범위가 넓어지고 있고, 기공 사이즈를 조절하는 핵심기술은 더욱 더 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 총설에서는 수처리용 분리막에 대한 20년간 특허 9,258건 및 논문 47,242건에 대해 평가하였다. 특허 분석은 WIPS의 시스템을 이용하여, key word 검색과 library법을 활용하여 진행하여, 특허활동도, 특허집중도, 특허시장력, 특허영향력의 4개 항목을 분석 하였다. 논문의 경쟁력 분석은 Scopus 논문 검색 시스템을 이용하여, 논문활동도, 논문영향력, 논문집중도 등의 3개 항목을 분석 하였다. 분석결과 이온교환공정용 분리막의 기술력이 가장 낮은 것으로 조사 되었고, 이러한 기술력을 향상시키는 방안이 마련된다면, 이온교환 공정용 분리막 기술 향상에 따른, 우리나라의 수처리 분리막 기술의 경쟁력도 향상될 것으로 기대된다.
특허 및 논문 게재 분석을 통한 연료전지용 전해질막의 연구동향
우창화 한국막학회 2016 멤브레인 Vol.26 No.6
연료전지는 친환경적 에너지 발생원으로 미래의 에너지 부족 문제와 공해 문제를 한꺼번에 해결하기 위한 방법으 로 최근 그 연구가 활발히 진행되고 있다. 연료전지는 별도의 발전 장치를 필요로 하지 않고, 수소와 산소의 반응에 의해 전 기를 직접 생산하기 때문에 발전 효율이 높다. 연료전지 시스템에서의 핵심 기술은 고분자 분리막을 제조하는 것으로써 상용 화된 나피온 전해질막은 제조 단가가 높고 고온에서 성능이 급감한다는 단점이 있다. 따라서 많은 학자들이 나피온 전해질 분리막을 대체하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 총설에서는 연료전지용 전해질 분리막의 특허 및 논문의 기술 경 쟁력 평가를 통하여 국가별, 기관별, 기업별 발표 빈도수를 정리하였으며, 고분자 전해질 연료전지, 직접 메탄올 연료전지, 그 리고 알칼리 연료전지에 대한 평가를 진행하였다. The fuel cell technology as a green energy source has been actively studied to solve energy shortages and pollution problems. The generating efficiency of fuel cell is high because the electricity is directly produced by using hydrogen and oxygen and the additional power generator is not needed. The key technology is the manufacturing process of polymer electrolyte membranes for polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) system. The Nafion, perfluoro-based polymeric membrane is mainly used as a polymer electrolyte membrane. However, the Nafion is expensive and rapidly decreases the performance of Nafion at high temperature. So, many researchers are lively studying new alternative electrolyte membranes. In this review, through the technology competitiveness evaluation of patents and papers, the frequencies of presentation are filed by country, institution and company. In addition, polymer electrolyte membrane fuel cell, direct methanol fuel cell and alkaline fuel cell are also filed.
특허 및 논문 게재 분석을 통한 수처리용 분리막의 연구동향
우창화 ( Chang Hwa Woo ) 한국공업화학회 2017 공업화학 Vol.28 No.4
지구온난화, 환경오염, 가뭄 등의 재해현상으로 인한 물 부족 현상이 진행됨에 따라 수자원의 활용성을 증가시키기 위한 원천기술의 개발과 연구들이 진행되고 있다. 그중 수처리 분리막 기술은 기존 물리화학적 및 생물학적 공정보다 수질 개선 효과가 우수하고 약품 사용이 배제된 환경친화적인 공정이다. 수처리 분리막은 오폐수처리, 정수처리, 해수 담수처리, 이온교환 공정, 초순수 제조, 유기용매 분리 등 다양한 분야에 적용되며 분리막을 이용한 수처리 기술은 점차 응용 범위가 넓어지고 있는 추세이다. 수처리 분리막의 핵심 기술은 분리성능을 조절하기 위한 기공 사이즈를 조절하는 것으로써 더 나은 성능을 나타내는 분리막을 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 총설에서는 수처리용 분리막의 특허 및 논문의 기술경쟁력 평가를 통하여 국가별, 기관별 발표 빈도수를 정리하였으며, 오폐수처리용 분리막, 정수처리용 분리막, 해수담수화용 분리막, 그리고 이온교환공정용 분리막에 대한 평가를 진행하고, 향후 연구 방향에 대하여 제시해 보고자 한다. Since the beginning of the water shortage by disasters such as global warming, environmental pollution, and drought, development of original technology and studies have been undergone to increase availability of water resources. Among them the water treatment separation membrane technology is an environmentally friendly process that does not use chemicals and shows better water quality improvement effect than conventional physicochemical and biological processes. The water treatment membrane can be applied to various fields such as waste water treatment, water purification treatment, seawater desalination, ion exchange process, ultrapure water production, organic solvent separation and water treatment technology, and it tends to expand the range of application. In the core technology of water treatment membrane, researches are being actively carried out to develop a separation membrane of better performance by controlling the pore size to adjust the separation performance. In this review, we summarized the frequency of announcement by country and organization through the technological competitiveness evaluation of patents and papers of the water separation membrane. Also, we evaluated the results from membrane research for waste water treatment, water purification treatment, seawater desalination, ion exchange process and present the future direction of research.
남상용,우창화 한국공업화학회 2018 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2018 No.0
본 연구에서는 고분자 분리막을 제조하여 다양한 분석기기를 통해 특성평가를 실시하였다. 먼저, 분리막의 표면개질 정도와 막의 파울링에 관한 정보를 얻을 수 있는 제타전위측정기기를 이용하여 계면동전위와 전기영동이동도를 조사하였다. 다음으로 기체분리막의 기체투과특성을 측정하기 위해서 Time-lag장비를 이용하여 분리막의 diffusivity와 solubility를 측정하였다. 또, 수분투습도 측정기(WVTR) 장비와 산소투과도 측정기(OTR)을 이용하여 수분투습도, 산소투과도를 각각 측정하였으며, 이는 일정시간동안 막을 통과하는 수증기와 산소의 양으로 측정이 가능한 장비이다. 추가로, BET, 비표면적 측정기를 이용하여 고분자 시료의 비표면적 및 기공 크기분포를 조사하였다. 위 내용 뿐만 아니라 다양한 특성평가기기를 이용하여 분리막의 특성을 측정할 수 있었다.