김영준 박사, 고문주 박사 총 2팀

‘이달의 KIST인상’ 수상

 

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 11월 29일(수) KIST 서울 본원에서 우수한 연구업적을 달성한 총 2팀의 연구자들이 ‘이달의 KIST인상‘을 수상했다고 밝혔다.  KIST 바이오닉스연구단 김영준 박사팀은 성형외과 및 치과 수술 시 사전에 가상의 3차원 수술 시뮬레이션을 통해 최적의 수술방법을 모색하고 반영할 수 있는 기술을 개발했다. 김영준 박사팀은 3차원 가상 시뮬레이션을 통해 수술 가이드를 계획하고 3차원 분석을 통해 수술에 필요한 최적화된 수술도구를 3차원 프린팅 기법으로 제작할 수 있는 턱과 안면(악안면)의 ‘3차원 수술 계획 소프트웨어’ 기술을 개발했다. 본 기술은 향후 의료진들의 수술 성공률을 높이고 수술 절차를 획기적으로 개선할 수 있을 것으로 기대되며, 성형외과 및 치과분야 글로벌 제품으로 개발을 위해 관련기술 3건을 ㈜지티지웰니스, ㈜ARC코리아, ㈜에이팀벤처스에 각각 기술 이전했다.  KIST 전북분원 탄소융합소재연구센터 고문주 박사팀은 항공·우주, 자동차, 선박, 스포츠 용품 등 산업 전반에 걸쳐 다양하게 활용되고 탄소섬유복합소재(CFRP)의 가장 저렴하고, 친환경성을 확보한 재활용 기술을 개발했다. 탄소섬유복합소재(CFRP)는 강철보다 1/4 가볍고, 10배 강한 탄소섬유를 이용한 복합재료이다. 본 기술은 사용된 폐 탄소섬유복합소재에 물과 저렴한 첨가제만 넣고 낮은 온도와 압력에서 적은 에너지만으로 95% 이상의 탄소섬유를 회수할 수 있는 기술이며, 탄소섬유복합소재 뿐 아니라 분해시킨 에폭시 수지까지도 재활용 할 수 있는 완성된 재활용 기술이다. 이 기술은 향후 CFRP의 재활용뿐만 아니라 도료, 전자부품 기판 등 다양한 산업분야에 응용가능할 것으로 기대되며, 관련기술을 ㈜카텍에이치에 기술 이전했다.

고문주 박사 김영민 박사

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KIST, 물을 이용한 친환경・경제적화학적

방식의 CFRP 재활용 기술 개발
CFRP 재활용 기술 상용화로 글로벌 탄소섬유소재 시장 진출 기대

 

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 11월 23일(목) 오후 14시 세종대학교 컨벤션홀에서 개최된 2017년 제2차 공공기술 이전 로드쇼에서 (주)카텍에이치(대표이사 정진호)와 ‘탄소섬유복합소재’(CFRP)* 재활용 기술’에 대한 기술이전 및 연구협력을 위한 선급기술료 총 15억 원 규모(경상기술료 3% 별도)의 기술이전 조인식을 가졌다.
* 탄소섬유강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics) : 흑연 섬유로 만든 기재(基材)에 에폭시 수지나 불소 수지 등을 적층하여 가압한 것을 가열 고화하여 만든 알루미늄보다 가볍고, 쇠보다 강한 소재.

 

기존의 CFRP는 폐기하기 위해 매립하거나 고온소각방식을 사용했으나, CFRP는 썩지않고 독성물질을 방출하여 심각한 환경오염을 초래했다. KIST 전북분원 탄소융합소재연구센터 고문주 박사(책임연구원)팀이 개발한 재활용 기술은 버려지는 CFRP를 친환경·저비용으로 탄소섬유복합소재를 회수할 수 있는 재활용 기술로서, 과학기술정보통신부(장관 유영민) 지원을 통해 KIST 기관고유사업으로 수행된 연구결과이다.  이번 기술 이전된 KIST의 CFRP 재활용 기술은 폐기용 CFRP에 물을 반응 용매로 하여 저렴한 첨가제를 사용한 화학적 방법으로 100℃, 상압의 저에너지가 소요되는 혁신적 기술이다. 이 기술로 재활용할 경우 95% 이상의 탄소섬유 회수율을 보이며, 회수된 탄소섬유의 물성도 우수한 성능을 나타내어 친환경적・경제적 기술이라고 할 수 있다. 또한 이번 기술은 CFRP를 구성하고 있는 탄소섬유 뿐 아니라, 분해시킨 에폭시 수지까지도 재활용 할 수 있는 완성된 재활용 방법을 구현했다는 데 의미가 있다. 이번 기술이전을 통해 향후 CFRP의 재활용 뿐 아니라 에폭시 수지를 사용하는 도료, 전자부품의 기판 등 다양한 산업분야에 응용이 가능할 것으로 전망된다.

에폭시 기재의 열경화성 복합재료를 수처리 기반으로 하는 친환경 저가 고효율 리사이클 기술로서, 필러물질의 분리 재생 및 분해된 유기물까지 재생 할 수 있는 리사이클 방법을 제공한다.

KIST 이병권 원장은 “전 세계적으로 친환경적 탄소섬유복합소재 재활용에 대한 관심이 증대되는 가운데, 이번 기술이전은 국내는 물론 글로벌 CFRP 재활용 시장에 고부가가치를 창출할 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 또한, ㈜카텍에이치 정진호 대표는 “이번 CFRP 재활용 기술이전을 바탕으로 대규모 시장인 중국, 미국, 유럽 등 글로벌 CFRP 재활용 시장 개척을 추진하겠다.”고 밝혔다.

 

CFRP는 강철보다 1/4가볍고 10배나 강한 탄소섬유를 이용한 복합재료로 항공・우주, 자동차, 선박, 스포츠 용품 등 산업 전반에 걸쳐 다양하게 활용되고 있으며, 세계 시장은 2020년 42조로 급성장이 예상되는 첨단 소재로서 국가과학기술전략회의가 2016년 발표한 9대 국가전략 프로젝트 경량소재 분야에 포함된 미래 유망사업이다.

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특수안경 없이 3D영상을 본다? 정부 출연硏 신기술 ‘한자리에’

 

지난 달 17~19일 산업기술 R&D 대전이 개최되었습니다. 많은 정부 출연연구기관들이 참여하였는데요. KIST에서도 많은 연구성과들을 전시하였습니다. 그중에도 무안경 3D 디스플레이 기술이나 탄소섬유 재활용기술(CFRP) 등이 주목을 끌었습니다. 내년 전시회 때는 꼭 와주실거죠?

 

[헤럴드경제 기사보기]

 

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- 기존 매립, 고온 소각법과 달리 물을 이용한 친환경・경제적 화학적 방식 적용
- 상용화 파일롯플랜트 시연 및 기술이전 설명회 개최

 

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 전북분원(분원장 김준경) 복합소재기술연구소 탄소융합소재연구센터 고문주 박사팀은 탄소섬유복합소재*(CFRP)에서 물을 이용하여 고가의 탄소섬유를 회수하는 기술 개발에 성공했다. 이에 KIST 전북분원에서는 8월 25일(목) 14:00에 탄소섬유 관련기업들을 대상으로 기술이전 설명회를 개최한다. 


  * 탄소섬유강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics)

    흑연 섬유로 만든 기재(基材)에 에폭시 수지나 불소 수지 등을 함침한 것을 적층하고, 약간 가압한 것을 가열 고화

    하여 만든다. 알루미늄보다 가볍고, 쇠보다 강한 것이 얻어진다. 우주 개발(특히 인공 위성)을 비롯하여 넓은 용도에

    사용되고 있다.

   CFRP는 강철보다 1/4가볍고 10배나 강한 탄소섬유를 이용한 복합재료로 항공・우주, 자동차, 선박, 스포츠 용품 등 산업 전반에 걸쳐 다양하게 활용되고 있으며, 2015년 세계 시장은 21조, 2020년 42조로 급성장이 예상되는 첨단 소재로서 국가과학기술전략회의가 10일 발표한 9대 국가전략 프로젝트  경량소재 분야에 포함된 미래 유망사업이다.

   이러한 CFRP는 고가의 소재이나 사용 후 폐기 및 재활용 기술은 현재까지 미비했다. 기존에는 매립이나 고온소각방식을 많이 사용하고 있으나  썩지 않는 환경적 문제로 유럽에서 매립방식은 법으로 금지되어 있으며, 고온소각방식 역시 회수되는 물질의 물성 저하 및 열처리로 인한 독성물질 배출로 환경오염의 문제점을 지니고있다.

 

   이번에 KIST가 개발한 재활용 기술은 물을 반응 용매로 하여 저렴한 첨가제를 사용한 화학적 방법으로 100℃, 10기압의 저에너지가 소요되는 혁신적 기술이다. 이 기술로 재활용할 경우 95% 이상의 탄소섬유 회수율을 보이며 회수된 탄소섬유의 물성도 우수한 강점을 가진 친환경적・경제적 기술이다. KIST는 관련 기술의 국내 탄소섬유 산업현장에서의 빠른 적용을 위하여  연간 1톤을 처리할 수 있는 규모의 파일롯 플랜트를 제작·운영하여 뛰어난 양산성 및 경제성을 보이는 것을 확인했다. 기존 고온소각법 대비 초기투자비가 1/10 수준이며, 20년간 장비의 유지보수비가 1/40 수준으로 경제성이 아주 뛰어나다. 또한 5톤 반응기 기준 연간 250톤의 CFRP를 재활용 할 수 있어 뛰어난 양산성을 확보하고 있다. 또한, 물과 저렴한 첨가제만을 사용하며, 적은 에너지를 사용하기 때문에 1,500원 내외의 비용으로 CFRP 1kg을 재활용 할 수 있는, 세계에서 가장 저렴한 재활용 방법을 실현하고 있다. 기존의 고온소각법이 CFRP를 구성하는 에폭시 수지를 태워 탄소섬유만을 재활용 하는 반쪽짜리 방법인데 반해, 고문주 박사팀이 개발한 기술은  CFRP를 구성하고 있는 탄소섬유 뿐 아니라, 분해시킨 에폭시 수지까지도 재활용 할 수 있는 완성된 재활용 방법을 구현한다는 데 의미가 있다. 이 기술은 기본적으로 에폭시 수지를 분해 할 수 있는 기술로 향후 CFRP의 재활용 뿐 아니라 에폭시 수지를 사용하는 도료, 전자부품의 기판 등 다양한 산업분야에 응용이 가능할 것으로 전망된다.

 고문주 박사는 “고가의 탄소섬유가 잘 활용되지 않고 버려지고 있는데 문제의식을 느껴 연구를 시작하였으며, 뛰어난 경제성 및 친환경성을 가진 재활용 방법으로, 즉시 산업화가 가능하므로 국내 탄소 산업계에 이전되어 활용되기를 바란다. 향후 이를 바탕으로 중국, 미국, 유럽 등 복합소재시장이 규모가 큰 해외시장에도 진출할 계획이라고” 밝혔다.

이번 기술설명회에서는 1톤 규모의 파일롯 플랜트 처리공정 시연 및 기술 설명, 기술이전 계약 절차 등을 소개할 예정이며, 동 기술의 사업화를 원하는 기업들에게 기술을 이전할 계획이다.

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