최근 친환경 수소 자동차 보급이 증가함에 따라 안전과 직결된 필수 요소인 수소 센서의 중요성이 더욱 높아지고 있다. 특히 빠른 수소 누출 감지를 위한 핵심 성능 지표인 센서 감지 속도의 경우 1초 이내로 감지하는 기술이 도전적인 과제로 남아있다. 이에 세계 최초 미국 에너지청(U.S.Department of Energy) 기준 성능을 충족하는 수소 센서가 개발돼 화제다. KAIST는 KAIST 조민승 박사(전기및전자공학부 윤준보 교수팀)가 현대자동차 기초소재연구센터 전자기에너지소재 연구팀, 부산대학교서민호 교수와의 협업을 통해 모든 성능 지표가 세계적인 공인 기준을 충족하면서 감지 속도 0.6초 이내의 기존보다 빠른 수소 센서를 세계 최초로 개발했다고 10일 밝혔다. 기존 상용화된 수소 센서보다 빠르고 안정적인 수소 감지 기술 확보를 위해 KAIST는 현대자동차와 함께 2021년부터 차세대 수소 센서 개발에 착수했고, 2년여의 개발 끝에 성공했다. 기존의 수소 센서 연구들은 수소 센서에 많이 활용되는 팔라듐(palladium,Pd) 소재에 촉매 처리를 하거나 합금을 만드는 등 주로 감지 소재에만 집중해 연구됐다. 이러한 연구들은 특정 성능 지표에선 매우 뛰어
DGIST 김정민 박사팀, 팔라듐 나노갭을 이용한 수소 센서 개발 수소 가스 누출 사고 예방 위한 저농도 수소 고분해 검지기술 조명 DGIST 나노융합연구부 김정민 박사팀과 연세대 이우영 교수팀이 팔라듐 금속의 나노갭 기반 저농도 수소 고분해 검지기술의 특성 분석에 성공했다. 특히 이번 연구를 통해 규명한 수소가스 감지 기술은 기존 팔라듐 금속 기반 수소 센서와 달리 수소에 노출되는 순간 바로 검지가 이루어질 뿐만 아니라 누출된 수소가스의 농도의 정량 분석도 가능해, 향후 관련된 다양한 기술개발에 활용이 가능할 것으로 보인다. 최근 수소 에너지에 대한 관심이 증가하며 고인화성‧폭발성 성질을 갖는 수소가스에 대한 불안감도 높아가고 있다. 이에 따라 유출되는 수소가스를 빠르게 감지할 수 있는 센서 개발도 더불어 많은 관심을 받고 있다. 기본적으로 수소 가스를 감지하는 팔라듐 금속 기반의 센서는 산화팔라듐 입자가 수소와 만나 팔라듐 입자로 환원되며 일어나는 전도성 차이를 통해 수소 누출을 감지한다. 따라서 기존 센서는 전도성의 미세한 변화를 통해 수소의 누출을 감지하므로 정확한 수소 누출 농도 측정에는 한계가 있어 왔다. 김정민 박사팀이 연구를 진행한 팔라듐 금속
[첨단 헬로티] 수소 센서 기술력 활용한 안전 모니터링 시스템 적용…안전성과 효율성 ↑ 세종공업이 수소 에너지 관련 핵심 기술 기업으로 자리매김하고 있다. 세종공업은 최근 울산 친환경 전지융합 실증화단지 내에 수소가스 안전 모니터링 시스템을 구축했다고 지난 10일 밝혔다. 세종공업은 울산 실증화단지의 수소유량장, 수소품질시험센터, 연료전지평가동 3곳에 시스템을 적용하고 단지의 수소 안전 관제를 시작했다. 세종공업이 개발한 수소 안전 모니터링 시스템은 누설 검지 센서와 모니터링 관제 시스템으로 구성됐으며, 수소 누출이 우려되는 장소에 센서를 설치한 후 유무선으로 전송되는 누설량과 농도 신호를 모니터링하는 장치다. 회사 관계자는 “수소 연료전지차의 핵심 기술인 수소 누설 검지 센서의 원천 기술과 차량 적용 기술 등 수소 에너지의 안전 모니터링 기술을 바탕으로 울산 친환경 전지융합 실증화단지의 안전과 효율성을 제고할 수 있게 됐다”며, “앞으로도 수소 충전소, 수소 타운 그리고 수소차 관련 기업 등 수소 에너지 산업군 전반에 제품을 적용하는 데 힘을 쏟을 계획”이라고 말했다. 세종공업은 지난 2012
[첨단 헬로티] 국내 연구진이 모바일 기기에 탑재할 수 있는 고성능 수소센서 개발에 성공했다. 카이스트 기계공학과 박인규 교수와 신소재공학과 정연식 교수 공동 연구팀은 폴리스티렌(Polystyrene) 구슬의 자기 조립 현상을 이용해 고성능의 실리콘 기반 수소센서를 개발했다. ▲ 왼쪽부터 가오민 연구원, 박인규 교수, 주민규 연구원 연구팀이 개발한 수소 센서는 제작 과정이 단순하고 비용이 저렴해 모바일 기기에 탑재할 수 있어 전력 소모에 어려움을 겪는 모바일 분야에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 청정에너지인 수소 가스는 차세대 에너지원으로 각광받고 있다. 현재도 냉각 시스템이나 석유 정제시설 등 다양한 산업 분야에서 활용되고 있지만, 무색무취의 가연성 물질로 조기 발견이 어려워 고성능 수소 센서를 개발이 요구되고 있었다. 기존 수소 센서들 또한 부피가 크고 소모 전력이 높으며 제작비용이 상대적으로 높은 단점이 있다. 공동 연구팀은 수백 나노미터 직경의 폴리스틸렌 구슬들을 자기조립 현상을 이용해 규칙적으로 실리콘 기판 위에 배열시켰다. 이를 이용해 수십 나노미터 수준의 그물 모양 패턴을 구현해 초소형 고성능 수소 센서를 개발했다. 이 기술은 수소가스가 센서
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