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본 발명은 수면 위에 유출된 기름을 동력 없이 회수하기 위한 캡슐형 재사용 기름 수집기에 관한 것이다. 본 발명의 수집기는 물은 배척하고 기름은 선택적으로 흡수하도록 개질된 상업용 스펀지와, 상기 스펀지를 수용하고 흡수된 기름을 내부에 모으는 캡슐형 본체로 구성된다. 개질 스펀지가 수면의 기름을 선택적으로 흡수하여 본체 내부로 이송하므로, 펌프 등 별도의 동력 장치 없이 기름을 회수할 수 있다. 본 수집기는 반복 사용이 가능하며, 1,000 L 수조 실험에서 최대 10회 재사용, 최대 89%의 회수 효율, 수집기 1개당 0.5 L의 기름 회수량을 나타내었다. 고가의 특수 습윤 소재 대신 상업용 스펀지를 활용하므로 저비용으로 유류 유출 방제에 적용할 수 있고, 폐흡착재 발생을 줄일 수 있다.

본 발명은 Pechini-type polymerizable complex 공정을 이용하여 ferrite 기반 혼합 이온·전자 전도성 소재인 PBSF와 이온전도성 소재인 GDC를 나노스케일에서 균일하게 복합화한 PBSF-xGDC 나노복합 소재의 제조방법 및 이를 포함하는 고체산화물 전지용 공기극에 관한 것이다. 본 발명에 따른 제조방법은 PBSF 전구체 용액에 GDC를 도입하여 합성함으로써 PBSF와 GDC가 미세하고 균일하게 분포된 나노복합 구조를 형성하며, 전극 열처리 과정에서 PBSF의 과도한 입자 성장 및 조대화를 제한하여 미세한 다공성 전극 구조의 형성에 기여할 수 있다. 이를 통해 전극 내 이온전도 경로 및 PBSF-GDC 간 활성 계면을 확보하고, 중·저온 영역에서의 전기화학적 반응 활성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 고체산화물 연료전지의 전극 소재로 사용되는 ferrite 기반 이중 페로브스카이트 산화물인 PBSF (PrBa0.4Sr0.6Fe2O5+δ)와 이온전도성 산화물인 GDC(Gd0.1Ce0.9O1.95)를 복합화한 PBSF-GDC 복합 전극 및 이의 제조방법과, 상기 복합 전극을 연료극과 공기극에 동일하게 적용한 대칭형 고체산화물 연료전지(Symmetrical Solid Oxide Fuel Cell, SSOFC)에 관한 것이다. 본 발명에 따른 PBSF-GDC 복합 전극은 PBSF의 산화·환원 분위기에서의 구조적 안정성과 GDC의 이온전도 특성을 활용하여 전극의 전기화학적 반응 활성을 향상시킨다. 이를 연료극 및 공기극에 공통으로 적용함으로써 중·저온 영역에서 작동 가능한 대칭형 고체산화물 연료전지를 구현하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 파이렌 유도체 리간드, 이를 포함하는 팔라듐 기반 금속-유기 거대고리 착물 및 이를 광촉매로 이용한 설폭사이드 화합물의 선택적 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 팔라듐 금속-유기 거대고리 착물(Pd2L2)은 1,3-비스(피리딘-4-일)-7-터트-부틸파이렌 리간드 2분자와 팔라듐 전구체 2분자가 배위 결합 자가조립되어 형성되며, 내부에 12.65 x 6.33 옹스트롬 크기의 나노 공동(Cavity)을 포함한다. 상기 착물은 가시광 조사 및 산소 분위기 하에서 황화물(Sulfide) 기질을 내부 공동에 포집하는 공간 구속 효과를 통해, 유독한 설폰(Sulfone) 부산물 형성 없이 설폭사이드(Sulfoxide)를 99% 이상의 높은 전환율과 선택성으로 제조할 수 있다. 또한, 5회 이상 반복 재사용 후에도 촉매 구조와 활성이 안정적으로 유지되어 친환경적이고 경제적인 설폭사이드 제조 공정을 제공한다.

곰팡이 균사체를 활용해 건축 구조물이나 콘크리트 적용 자재 자체를 에너지저장장치로 전환하는 '균사체 기반의 바이오 콘크리트 슈퍼커패시터' 특허로, 리튬이온배터리의 희토류 의존·설치공간 문제와 기존 박테리아 기반 미생물 시멘트의 한계(분산 구조로 인한 전도경로 형성 곤란, pH 12~13에서의 생존력 저하)를 함께 극복하고자 한다. 시멘트, 3D 균사 네트워크, 균사체 기반 탄소 전도성 네트워크의 세 기능으로 구성되며, 균사가 전극 방향으로 자발 정렬되는 자가 배선과 균열 자가 치유를 동시에 제공하고 세포질 유동 기반 이온 수송으로 전하를 저장·방출한다. 건축물뿐 아니라 도로·교량에도 적용 가능하며, 별도 공간을 점유하지 않는 '무공간 ESS'로서 스마트 건설소재 및 ESS 시장(각각 CAGR 12.7%, 15.8%)을 겨냥한다.

본 발명은 고분자 중합을 이용하여 다공성 티타늄 전달층(porous transport layer, PTL) 상에 금속 산화물 촉매를 직접 형성하는 전극 제조 방법 및 이에 의해 제조된 수전해용 전극에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 다공성 티타늄 기판 상에 고분자층을 형성하는 단계, 금속 전구체를 포함하는 고분자 전구체 용액에서 금속-고분자 네트워크를 형성하는 단계 및 열처리 단계를 포함한다. 고분자 중합 과정에서 금속-고분자 네트워크가 다공성 티타늄 기판에 균일하게 분산됨으로써 기판 전반에 걸쳐 균일한 촉매층을 형성할 수 있으며, 후속 열처리를 통해 금속 산화물 촉매가 형성되고 촉매와 기판 간 결합력이 향상될 수 있다. 고분자 네트워크는 금속 전구체의 균일한 분산을 유도하는 템플릿 역할과 열처리 과정에서 촉매 입자의 성장 및 응집을 억제하는 보호층 역할을 동시에 수행할 수 있다. 이에 따라 높은 표면적과 활성점 밀도를 유지할 수 있으며, 별도의 바인더 없이도 우수한 전기화학적 활성 및 장기 안정성을 확보할 수 있다. 본 발명의 제조 방법은 별도의 증착 장비 또는 정밀 제어 장치 없이 간단한 용액 공정과 열처리 공정만으로 수행될 수 있어 공정 재현성 및 확장성이 우수하며, 대면적 기판 및 복잡한 형상의 기판에도 적용 가능하다. 또한 다양한 금속 전구체를 적용할 수 있어 다원계 금속 산화물 전극 제조에도 활용될 수 있다.

본 발명은 이산화탄소 분리 성능이 향상된 혼합기질막 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고유 미세기공성 고분자(polymer of intrinsic microporosity, PIM-1) 유래의 카복실기 기능화 고분자 점(polymer dots, Pdots)을 Pebax 기지(matrix)에 분산시켜 이산화탄소/질소(CO₂/N₂) 분리용 혼합기질막을 제조하는 기술에 관한 것이다. 본 발명에서 PIM-1 유래 다공성 구조는 기체 전달을 위한 추가적인 이동 경로를 제공하며, poly(styrene-co-maleic anhydride)(PSMA)에 의해 도입된 카복실기는 이산화탄소에 대한 친화성과 고분자 기지와의 계면 상용성을 향상시킨다. 이에 따라 카복실기 기능화 Pdots가 도입된 혼합기질막은 기존 Pebax 분리막에 비해 이산화탄소 투과도와 CO₂/N₂ 선택도가 동시에 향상되었다. 특히, 0.5 중량%의 Pdots를 포함하는 혼합기질막은 우수한 분리 성능을 나타내었으며, 이산화탄소 투과도 232.61 Barrer와 CO₂/N₂ 선택도 53.47을 나타내어 기존 Pebax 분리막의 이산화탄소 투과도 148.99 Barrer 및 선택도 40.27보다 현저히 향상된 성능을 보였다. 또한, 상기 혼합기질막은 CO₂/N₂ 분리에 대한 Robeson upper bound에 근접하는 성능을 나타내었다. 따라서 본 발명은 다공성 구조와 카복실기 기능을 동시에 갖는 PIM 유래 고분자 점을 나노필러로 활용함으로써, 높은 기체 투과도와 선택도를 동시에 구현할 수 있는 고성능 이산화탄소 분리용 혼합기질막 및 이의 제조기술을 제공한다.

금속 절삭가공 시 발생하는 칩의 재사용을 위해 기화호일액츄에이터(Vaporizing Foil Actuator)를 이용하여 고변형률로 압축, 금속 계면간의 고상용접을 유도하여 소결하는 기술

• 본 발명은 연료전지용 ePTFE 기반 강화복합막의 계면 접착력 및 내구성을 향상시키기 위한 바느질 접합(Stitched) 고분자 네트워크 형성 기술에 관한 것이다. • 다공성 ePTFE 지지체 내부에 과불화 폴리에테르(perfluorinated polyether, PFPE) 전구체를 침투시킨 후, 이오노머 및 촉매층 제조 과정에서 계면으로 재확산시키고 UV 경화를 수행하여 지지체-이오노머 계면 및 촉매층-전해질막 계면에 3차원 고분자 네트워크를 형성한다. • 형성된 바느질 접합 고분자 네트워크는 계면 탈리를 억제하고 기계적 하중을 효과적으로 분산시켜 전해질막의 파괴인성(fracture toughness) 및 피로임계치(fatigue threshold)를 향상시킨다. • 또한 촉매층 박리를 감소시키고 계면 안정성을 향상시키며, 전기화학 성능 저하 없이 연료전지의 장기 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 이산화탄소 분리 성능이 향상된 나노복합 중공사 분리막 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 다공성 지지체 내부에 poly(1-vinyl imidazolium) (PVI)을 함침한 후, 계면중합(interfacial polymerization)을 이용하여 이온성 액체 기능화 양자점(ionic liquid-functionalized quantum dots, IL-QDs)과 개질 그래핀 산화물(modified graphene oxide, mGO)을 layer-by-layer 방식으로 적층하여 나노복합 분리막을 제조하였다. 또한, 150 ℃ 열처리를 통해 PVI를 triazine 구조로 전환시켜 고분자 사슬 재배열을 유도함으로써 자유부피(free volume) 및 이산화탄소 흡착 부위를 증가시켜 이산화탄소의 용해 및 확산 특성을 향상시켰다. 아울러, IL-QDs는 mGO 층간의 비가역적 π–π 적층을 억제하는 nano-spacer 역할을 수행하여 연속적인 이산화탄소 친화적 전달 경로를 형성하였다. 그 결과, 본 발명의 분리막은 높은 이산화탄소 투과도 및 우수한 CO₂/N₂ 선택도를 나타내었으며, 다양한 공급 압력 조건에서도 안정적인 촉진수송(facilitated transport) 특성을 유지하였다. 따라서 본 발명은 저압 조건에서 연속 운전이 가능한 고효율 탄소포집용 분리막 기술을 제공할 수 있다.