2023년
-
01
수소전기차 연료전지의 핵심 소재를 개발
- 윤기로 선임연구원 (융합기술연구소 섬유연구부문)
- 개발 내용
-
- 전기방사가 어려운 PTFE 소재를 이종 고분자 용액 내 에멀전 방사를 통하여 방사용액을 제조하고, 특수하게 제작된 정렬 전기방사 장치를 활용한 복합 나노섬유 제조 및 소결공정을 통하여 세계 최초로 정렬된 구조의 PTFE 나노섬유를 개발
- 개발한 PTFE 나노섬유 강화복합막을 연료전지에 적용하여 성능 및 내구도 평가 상용 순수막(NR212, Dupont 社) 또는 상용 ePTFE 멤브레인 강화복합막 대비 우수한 성능 및 내구도 특성 보유
- 기대 효과
-
- 신규 강화복합막 개발을 통한 고성능/고내구성 MEA 개발 원천기술 확보 및 기존 전해질막 대체 소재의 국산화로 MEA 기술의 국내역량 제고
- 연료전지 이외에도 유사 전해질막 응용분야로의 핵심기술 응용 확대
- 국내 수소에너지 활용분야 기술력 신장
- 수소연료전지 분야뿐만 아니라 수소경제 전주기 산업의 확장을 통해 친환경적인 기술의 저변 확대 가능
-
02
인간과 로봇이 함께하는 로봇 요소기술 연구
- 이동욱 수석연구원 (융합기술연구소 AI·로봇연구부문)
- 개발 내용
-
- 인공근육 스케일업을 통하여 1.5kg 힘 구현 및 구동 효율 8.13% 달성
- 섬유형 인공근육을 이용하여 반려로봇 귀 모듈 제조 및 활용성 제시
- 상지 자세보조 엑소수트와 하지 근력보조를 위한 엑소수트 통합 개발
- 로봇 외피/내피 시제품 제작 및 곡면/탄성소재 동적촉각 인지기술 개발
- 동적촉각 분류 알고리즘 개발을 통한 터치 제스처 인지기술 개발
- 영상기반 소프트 촉각센서 통합을 위한 시스템 개선 및 성능 고도화
- 로봇핸드 적용 고민감도 촉각센서 개발 및 신호처리 기술 개발(물체 표면의 재질 인식 가능성 확인)
- 로봇핸드를 이용한 선정 물체 4종(마우스, 전동드라이버, 스마트폰, 수건) 파지 실험
- 반려로봇 플랫폼에 소프트 액추에이터 및 소프트 외피/센서 기술 통합
- 기대 효과
-
- 인간과 로봇의 협조작업이 요구되는 물류, 제조, 제품 조립 등 작업환경에서의 안전 로봇
- 실생활에 적용되는 웨어러블 기기/로봇
- 인간에게 위해하지 않고 안전하게 보조할 수 있는 서비스 로봇
- 재활, 의료용 로봇 및 바이오 의수/의족
-
03
인공지능 기반 정유공정 변수 최적화
- 조형태 수석연구원 (울산본부 친환경재료공정연구그룹)
- 개발 내용
-
- 과거의 공정데이터를 분석하여 공정변수 중에서 과거의 핵심 입력변수 및 과거의 핵심 출력변수를 포함하는 핵심변수를 추출
- 상기 과거의 핵심 입력변수 및 하이퍼-파라미터(hyper-parameter)를 입력으로, 상기 과거의 핵심 출력변수를 출력으로 하여 머신러닝 (인공신경망, neural networks) 모델 학습
- 학습된 상기 머신러닝 모델이 목표로 하는 예측성능에 도달한지를 검증하여 목표로 하는 예측성능에 도달한 공정지능화 모델개발
- 공정지능화 모델을 이용하여 목표로 하는 핵심 출력변수의 값으로부터 목표로 하는 핵심 입력변수의 값을 추출하는 단계를 포함한 실시간 공정제어
- 기대 효과
-
- 4차 산업혁명의 핵심 기술 개발 및 활용
- AI 관련 인력 양성 및 수급 확대 적용
- 유사 공정들로 확대 적용
- 국가 주력산업의 경쟁력 도약 계기
- 과학기술적 측면에서의 파급효과
-
04
가공공정 예측 시스템을 통한 제조 생산성 향상
- 박경희 수석연구원 (청정기술연구소 스마트생산시스템연구부문)
- 개발 내용
-
- 장비/공정 기반 가공공정 예측(가상가공) 기술 개발
- 실시간 가공공정 모니터링 기반 데이터 학습 모델 및 최적화 기술 개발
- 가공성 진단/제어 기반 생산성 향상 기술 및 산업별 솔루션 개발
- 기대 효과
-
- 가공시스템, 데이터분석, CPS 솔루션 등의 복합 시스템 구성을 통한 가공공정 생산성 향상
- 지능화 모듈을 활용한 장비예측, 공구마모예측, 가공품질예측, 가상가공, 시뮬레이션 모니터링 등의 기능이 추가된 지능적 가공시스템 개발 가능
- 가공성 진단시스템 및 현장모니터링 시스템 상용화 모델 개발을 통한 사업화 진행
- 한국생산기술연구원 지속가능기술연구소 중심의 스마트공장 데모라인 쇼룸 구축 및 이를 통한 향후 후속 연구 테스트베드 역할 수행
- 개발 시스템들의 보급을 통해 수요기업들이 자동차/금형/항공부품의 신제품 개발에 필요한 시작품개발 및 공정개선에 활용 중
-
05
막힘없이 뚫어주는 세계 최고 수준 펌프기술
- 김진혁 수석연구원 (청정기술연구소 탄소중립산업기술연구부문)
- 개발 내용
-
- 입구가이드베인 가변 정밀운전기술이 적용된 고효율 중대형 축류펌프 설계기술 개발
- 오폐수로 인한 유로막힘 문제를 100% 해결한 고효율 저유체유발진동 단일채널펌프 설계기술 개발
- 장주기 활용을 위한 에너지 저장장치로서 펌프터빈의 다학제 융복합 핵심원천기술 개발
- 기대 효과
-
- 에너지 다소비 유체기기 중 하나인 수력기계의 효율 향상은 에너지 효율화 정책 목표 달성을 위해 필요한 핵심 사항으로 에너지 절감효과와 함께 탄소배출 및 온실가스 감축 가능
- 다양한 종류의 송풍기, 압축기 및 수력터빈과 같은 유체 기기 고효율화 및 성능 고도화에 적용이 가능하며 결과적으로 국내 관련 중소기업 군의 기술 수준 향상 및 에너지 기기 산업분야 전반에 걸쳐 국가 과학기술혁신에 크게 기여 가능
-
06
무인 로봇을 활용한 해양 쓰레기 수거 기술
- 하경남 수석연구원 (동남본부 정밀기계공정제어연구그룹)
- 개발 내용
-
- 수거로봇 시스템 상세 설계 및 제작
- 테스트 플랫폼 개발 및 기능 실험 수행
- 수거로봇 하드웨어 구성 및 제어보드 개발
- 제어기술 및 통합기술 개발
- 시제품 개발 및 통합운용 실험
- 시제품 개발 및 통합시험
- 현장실증 및 만족도 조사
- 수거로봇 운용 교육 및 지자체 보급
- 기대 효과
-
- 인간이 수행하던 해양 쓰레기 수거활동을 로봇으로 대체하여 수거 효율 향상 및 작업 위험성과 피로도를 낮출 수 있음
- 수거로봇 활용에 따라 해안정비사업 비용 절감
- 깨끗한 해양환경 조성 및 해양관광 활성화 기여
- 로봇을 활용한 해양 쓰레기 수거사업 및 관련 서비스 확대 계기
-
07
국내 폐열 발전시스템의 신기원을 열다
- 김영원 수석연구원 (서남본부 그린에너지나노연구그룹)
- 개발 내용
-
- 국내 최초로 발전제어 시스템 국산화
- 국내 최초 흑산도 도서 지역에서 40kw급 디젤발전기에서 배출되는 배가스(폐열)을 이용한 저온발전기술 상용화 및 연속 260시간 실증으로 최장 운전 실증에 성공
- 저온발전시스템의 핵심 기술인 터빈 구동 방식을 양방향으로 전환하여 세계 최초 50Kw급 및 150kw급 양방형 터빈 개발 및 발전시스템 개발
- 기대 효과
-
- 경북 청송의 토마토 농장에 폐열을 이용한 발전시스템 적용
- 양방향 터빈 방식을 적용한 폐열발전시스템의 상용화 및 기술이전을 위해 경기도 이천 KCC 폐열발전시스템에 적용 예정
- 여수 동서발전-연료전지 발전소에서 약 600kw급 폐열 발전이 가능할 것으로 예상하고 관련 사업 준비 중
- 국내 기업에서 설치 요청한 규모는 약 470억 수준이며, 이를 기준으로 한 발전수익은 약 연간 64억 원 수준