| 초록 |
□ 연구개요 ◦ 본 연구의 목표는 수전해 시스템 개발 및 생산된 수소에너지를 이용한 연료전지 시스템의 통합 공정화를 통한 수소연료전지기반 에너지 자립형 해양 드론(5m, 3KW급)을 개발하고 이를 활용한 AI기반 다목적 해상 모니터링 체계 구축을 통해, 연속적인 해양환경정보 조사·관측뿐만 아니라 재난재해감시, 인명구조, 불법조업 단속 등과 같이 해상에서 발생할 수 있는 긴급 상황에 효과적으로 대처할 수 있도록 하는 다목적 해상 모니터링 체계를 구축함에 있다. □ 연구 목표대비 연구결과 ◦ 고성능 수전해 촉매 제조 및 평가 - 니켈 기반의 수전해 전극촉매를 개발하고 전극 테스트를 통한 향상된 수소생산 효율 결과를 도출함 ◦ 태양광 수전해 시스템 설계 및 제작 - 600L/min의 수소 생산용량에 적합한 전해조 설계 및 수전해 시스템 구축 - 용수특성, 개질기 특성에 따른 수소 생산 효율 및 유량 점검 - 수소생산량 636L/min, 수소순도 99.5% 달성 ◦ 고성능 연료전지 촉매 제조 및 성능평가 - Pt/CNT 기반의 연료전지 촉매를 개발하고 전극 테스트 및 양자역학 전산모사를 통한 향상된 수소 해리 반응 결과를 제시함 - 백금 담지량 6.5% 목표 달성 ◦ 연료전지기반 에너지 자립형 시스템(3kW) 제작 및 성능평가 - 연료전지 기반의 에너지 자립형 시스템 설계 및 시제품 제작 - 시운전을 통한 5000 cycle 내구성 평가 및 정격출력 평가 - 셀수명 5,000cycle, 에너지밀도 1,800W 달성 ◦ 에너지 자립형 해양 드론 보트의 테스트베드 운영 - 현장 적용 및 모니터링 결과 제시 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ￭ 사회·경제적 효과 ‣ 무한한 물을 활용하여 생산된 그린에너지를 통해 안전한 에너지 공급원 제공 ‣ 태양전지를 활용한 수전해 전력 공급을 통해 경제적 효율성 증대 ‣ AI 기반 자동화 해양 모니터링을 통한 운영비 및 인건비 절감 ‣ 해양 모니터링 시스템으로부터 획득한 자료를 국민, 환경 단체 및 유관기관에 실시간 제공하여 기존의 환경영향평가에 대한 불신 일소 및 친환경적 해양개발에 대한 신뢰도 제고 ‣ 해양 드론관련 국내 장비 업체의 기술 자립화 및 경쟁력 강화 ‣ 원천 기술 및 특허기술이 확보됨에 따라 기자재 산업의 육성에 기여 ￭ 환경적 효과 ‣ 수전해를 통해 생산되는 수소를 연료전지에 적용해 발전 간 화석연료대비 온실가스와 사회적 공해물질 배출 저감 ‣ 어업 자원 관리 체제 개편 및 해양 공간 자원의 상용화를 통한 지속 가능한 해양자원 개발 ‣ 태양광 및 연료전지를 활용한 시스템을 적용하여 저탄소/저오염/저재해 기술을 통한 해양생태계 피해 최소화 ‣ 실시간 해양환경 모니 터링을 이용한 환경 사고 발생 시 시나리오별 대응체계 구축 및 신속한 정책 결정부서의 의사결정 자료 제공을 통해 해양 환경 사고 확산 방지 ￭ 과학기술적 효과 ‣ 기존 고정 해양모니터링시스템에서 탈피하여 광역범위에서 유동적으로 이루어지는 실시간 해양드론을 활용을 통해 반영구적 시스템을 개발하여 혁신적인 해양관측시스템의 신기원 기반 마련 ‣ 해양드론망을 구축하여 데이터를 수집하고 이를 기반으로 한 해양환경 정보로 각종 재난에 대응 할 수 있으며 기상, 수자원 등 다양한 분야에 적용 가능 ‣ 우리나라 연안의 해양환경 및 해양생태 자료 관리에 있어, 해양 연구 분야에의 재사용을 통한 경제적 부가가치 창출 (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
