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RFP- 1 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2020년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
비 실리콘계 다중접합 유연 태양전지 개발 |
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위탁과제명 |
고효율 탠덤태양전지용 터널 접합층 개발 |
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위탁연구기간 |
2021. 01. 31. ∼ 2021. 12. 31 (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
0.4 억원 이내 / 년 |
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문의처 |
윤 재 호 (042- 860- 3539, yunjh92@kier.re.kr) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 최근 페로브스카이트 물질을 기반으로 한 탠덤 태양전지에 대한 연구가 활발하나, 중요 구성요소인 터널 접합층 (혹은 재결합층)에 대한 선행 연구는 상대적으로 미비한 상황임. ∘ 현재 새로운 터널 접합 소재에 대한 연구개발 보다는 실리콘계 탠덤 태양전지에서 사용하던 TCO/p- 반도체 (or n- 반도체) 구조와 소재를 이용한 연구가 진행되고 있음. ∘ 초고효율 탠덤 태양전지 구현을 위해서는 에너지 손실 없이 빠르고 효과적으로 정공과 전자의 재결합이 가능한 터널 접합층에 대한 연구개발이 필수적임. |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - 터널 접합으로 사용하기 적합한 1019~1020 cm- 3 사이의 전하 농도를 갖는 소재 개발 - 상부셀의 안정적인 특성을 위해서 표면이 고르고 반응성이 낮은 소재 필요 - 상부셀 공정 시 하부셀의 안정성을 확보할 수 있는 내구성 소재 필요 - 새로운 터널 접합 소재를 적용하여 23%이상의 고효율 탠덤 태양전지 개발 ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - 1019~1020 cm- 3 사이의 전하 농도를 갖는 n/p형 소재 선정 및 합성 (산화물 기반 물질 – IZTO, Al:IZO 등) - 상하부셀 공정 시 안정성 확보 테스트 - 터널 접합 소재의 전기적(전기전도도, 전하농도)/광학적(투과도, 굴절율) 물성 분석 (2) 2차년도 (2022년) - 선정한 n/p형 소재 물질에 대하여 tunnel junction I- V curve 특성 평가 - 장파장대 고투과도 확보 ( 85 % @ 800 nm) - 새로운 터널 접합 소재 적용하여 탠덤 태양전지 제작 (3) 3차년도 (2023년) - 터널 접합 소재의 물성 조절을 통한 탠덤 태양전지에서의 최적화 진행 - 새로운 터널 접합 소재를 적용하여 23%이상의 고효율 탠덤 태양전지 개발 |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ 다중접합 태양전지 소자 및 터널 접합 소재에 대한 이해도가 있어야 함. ∘ 페로브스카이트 기반 태양전지 및 다중접합 태양전지 제조 기술이 필요. |
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RFP- 2 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
비 실리콘계 다중접합 유연 태양전지 개발 |
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위탁과제명 |
비 실리콘계 다중접합 유연 태양전지의 계면 분석을 통한 고효율화 전략 수립 |
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위탁연구기간 |
2021. 01. 31. ∼ 2023. 12. 31 (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
0.3 억원 이내 / 년 |
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문의처 |
윤 재 호 (042- 860- 3539, yunjh92@kier.re.kr) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 페로브스카이트/CIGS 다중접합 유연 태양전지에는 다양한 소재와 구조로 인해 다수의 계면이 존재하고, 계면의 특성에 따라서 다중접합 태양전지의 효율이 크게 좌우됨. 따라서 계면 분석은 계면에서 발생하는 전하의 손실 개선 및 각 단위 박막에 대한 공정 최적화를 위해 매우 중요하며, 이런 분석을 통한 다중접합 유연 태양전지의 고효율화 전략 수립이 요구됨. ∘ 또한 페로브스카이트/CIGS 다중접합 유연 태양전지의 초고효율을 달성하기 위해서는 상·하부셀의 단위 박막 소재 특성 및 안정성 확보와 같은 다양한 손실 요인을 통합적으로 분석하고, 이를 최소화할 수 있는 분석 플랫폼 구축이 필요함. |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - 페로브스카이트/CIGS 다중접합 유연 태양전지 계면에서의 손실 요인 분석 - 전자 현미경 기반의 각 단위 박막의 미세구조 특성 평가 시스템 구축 및 분석 - 페로브스카이트/CIGS 다중접합 유연 태양전지 개발을 위한 통합 분석 플랫폼 구축 및 지원 ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - 각 단위 박막 및 계면의 미세구조 및 결정상 분석 - 각 단위 박막 및 계면에서의 원소 분포 분석 - 결정학적 분석을 통한 결함 해석 (2) 2차년도 (2022년) - 하부 CIGS 흡수층, 상부 페로브스카이트 셀의 밴드갭 최적화를 위한 구조적 분석 - 개발된 투명전극 소재의 광학적, 전기적 특성분석 및 계면특성 분석 (3) 3차년도 (2023년) - 페로브스카이트/CIGS 다중접합 유연 태양전지 소자 분석 - 페로브스카이트/CIGS 다중접합 유연 태양전지 고효율화 분석 플랫폼 시스템 확립 - 태양전지 소자의 벤딩에 따른 물질의 구조적 변화 및 안정성 분석 |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ 텐덤 소자의 기초가 되는 하부 CIGS 태양전지와 상부 페로브스카이트 태양전지 각각에 대한 이해 및 해석 기술을 보유하고 있어야 함 ∘ 비 실리콘계 유연 태양전지의 손실 요인을 규명할 수 있어야 함 |
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RFP- 3 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
비 실리콘계 다중접합 유연 태양전지 개발 |
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위탁과제명 |
하이브리드변환법을 이용한 다중접합 상부용 페로브스카이트 태양전지 개발 |
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위탁연구기간 |
2021. 01. 31. ∼ 2023. 12. 31 (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
0.3 억원 이내 / 년 |
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문의처 |
윤 재 호 (042- 860- 3539, yunjh92@kier.re.kr) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 단일접합 태양전지의 이론한계 효율(>30%)을 극복할 수 있는 초고효율 다중접합 비 실리콘계 유연 태양전지를 개발하기 위해서는 넓은 파장대의 빛을 최대한으로 활용할 수 있는 다중접합 구조의 상부셀(top cell)용 새로운 wide band- gap 광흡수층 물질 개발이 필요하며, 현재 페로브스카이트 소재가 상당히 주목받고 있음. ∘ 페로브스카이트 태양전지는 용액 공정을 통해 제작되며 최근 25.5% 효율이 보고되었지만, wide band- gap을 갖는 조성의 페로브스카이트 박막을 용액공정으로 증착 시, 중간상이 생성되어 특정 조성에서 상변환(phase segregation)으로 인한 조성 제어가 제한될 수 있음. 따라서 다중접합 구조의 상부 태양전지로써 band- gap 및 조성 제어가 자유로운 고품질 페로브스카이트 박막 연구개발이 필요함. ∘ 또한, 다양한 band- gap 조성의 고품질 페로브스카이트 광흡수층을 다중접합 유연태양전지의 상부셀로 적용하기 용이한 새로운 하이브리드 변환법(비용액 전구체+상변환기술)과 같은 박막 증착 연구개발이 필요함. |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - 비용액 방식의 페로브스카이트 전구체 증착기술 개발 - 페로브스카이트 상변환 기술 개발(하이브리드 변환법) 및 태양전지 제작 - 다중접합(tandem) 유연 태양전지 적용 ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - 비용액 방식의 페로브스카이트 전구체 박막증착 기술개발 - 전구체 박막의 페로브스카이트 상변환 기술 개발 (상균일도 >90%@ 25cm2 기판) (2) 2차년도 (2022년) - 페로브스카이트 광흡수층 박막의 품질 향상을 위한 후처리 공정기술 개발 - 페로브스카이트 태양전지 제작(ETL/HTL 층 및 공정기술 개발 포함) (3) 3차년도 (2023년) - 하이브리드변환법을 이용한 다중접합 상부용 페로브스카이트 태양전지 (변환 효율 15%) - 대면적 페로브스카이트 상부태양전지 요소기술 (효율 균일도 <10%이내 @ 100cm2 기판) |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ 비용액 공정을 통한 박막증착에 대한 이해도가 있어야 함. ∘ 페로브스카이트 태양전지 및 다중접합 태양전지 제조 기술이 필요. |
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RFP- 4 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
고용량‧고안전 전해질 혁신소재기반 장주기 레독스플로우전지(RFB) 기술 개발 |
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위탁과제명 |
양자시뮬레이션을 활용한 신규 물질 치환기 스크리닝 및 물성 계산 연구 |
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위탁연구기간 |
2021.01.01 ∼ 2023.12.31 (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
0.5억원 이내 / 년 |
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문의처 |
신 경 희(042- 860- 3779, khshin@kier.re.kr) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 신규 redox couple 전해질 개발에서 물성 제어가 가능한 tunability를 부여하여 효율성을 높이기 위해서는 양자시뮬레이션 및 물성 계산 연구가 필요함 - 친환경적인 수계 RFB용 redox couple 후보물질을 선정하는데 중요한 물성인 용해도와 용매화 에너지, 산화- 환원 포텐셜 등에 대한 물성 계산이 필요함 - 기존 바나듐 레독스플로우전지의 낮은 에너지밀도 단점과 기존 ZnX 플로우 전지의 단점인 방전시간 제약을 동시에 해결할 수 있는 신규 활물질 기술로써의 tunable redox couple 개발에 필요한 다양한 치환기를 적용하여 구조, 물성 계산 및 축적된 데이터 해석 필요 |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - Tunable redox couple에 적용 가능한 분자 소재 물설 계산, 양자 수준의 메커니즘 해석 - Tunable redox couple에 적용 가능한 분자 소재 물설 스크리닝 - 양자계산의 정확도 검증 및 신뢰도 구간 측정을 위한 실험 연구 ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - 양자 시뮬레이션을 활용하여 기존 redox couple 물질에 대한 계산화학적 메커니즘 해석 - 용해도, 점도, 용매화에너지, 산화환원 포텐셜을 포함하는 물성 계산 - 계산의 신뢰도 검증을 위한 도출된 redox couple에 대한 실험 (2) 2차년도 (2022년) - Tunable redox couple 물성 (용해도, 라디칼 안정성, 산화환원 포텐셜 포함)을 활용한 물질 스크리닝 - 이론 용량 증대의 핵심 인자 도출 및 이를 위한 분자 안정성 계산 수행 및 해석 - 계산의 정확도 검증을 위한 redox couple 실험 (3) 3차년도 (2023년) - 양자시뮬레이션을 활용한 신규 tunable redox의 치환기 적용 fine tuning - 스크리닝 기술을 RFB에 적용하여 용해도 향상 방안에 대한 분자 수준의 연구 제시 - 실험 결과와의 비교 검증을 통한 스크리닝 확대 |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ 전기화학 이차전지에 대한 이론과 실험을 동시에 진행할 수 있어야 함 ∘ RFB용 redox couple 물질에 대한 분자 계산 및 벌크 계산계산 및 해석기술을 보유하고 있어야 함 |
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RFP- 5 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
그린 수소 저장을 위한 저압·저온 암모니아 생산 기술 개발 |
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위탁과제명 |
혁신적인 저압·저온 암모니아 합성 촉매 개발 |
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위탁연구기간 |
2021.01.01. ∼ 2023.12.31. |
위탁연구비 |
0.5억원 이내 / 년 |
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문의처 |
조 강 희(042- 860- 3292, chokanghee@kier.re.kr |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 암모니아 합성 촉매 개발은 전 세계적으로 오랜 기간 동안 많은 연구자들이 도전해온 심각한 레드 오션임. 더욱이, 저압·저온에서 높은 암모니아 합성율을 보이는 촉매를 개발하는 것은 매우 도전적인 과제임(블루오션) ∘ 기존 암모니아 합성 촉매를 압도할 혁신적인 촉매를 개발하기 위해선 기존 접근법에서 크게 탈피한 연구 추진 필요 ∘ 저압·저온 암모니아 합성 촉매를 개발하기 위해선 다방면 시도가 필요하여 연구원 외의 새로운 접근 방식 적용 필요 ∘ 동시에 촉매 단가 절감, 대량 생산 feasibility 측면도 고려할 수 있는 연구 그룹의 위탁 참여 필요 |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - 기존 Habor- Bosch 촉매의 성능을 뛰어넘을 수 있는 신규 촉매 개발 원리 탐색 - 담지 금속(Fe, Ru)에 전자를 풍부하게 공여할 수 있는 담체 설계법 개발 - 금속의 H2 poisoning을 억제할 수 있는 촉매 설계 원리 탐색 ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - 신개념 금속 담지 촉매 합성법 제안 및 촉매 합성 - 합성 촉매의 구조 분석 (2) 2차년도 (2022년) - 저온저압 암모니아 합성 특성 분석 - 반응의 kinetic analysis 진행 (3) 3차년도 (2023년) - 촉매 최적 설계안 도출 - 대량생산에 적합한 촉매 제조안 도출 |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ 신규 촉매 설계안이 촉매특성을 체계적으로 조절할 수 있는 플랫폼 기술이어야 함. ∘ 금속 촉매에 전자를 공여할 수 있는 촉매 구조가 ambient조건에서 안정해야함. ∘ 연구 주제의 도전성을 고려해서 연구 수행 기관이 촉매 연구 관련 High IF 저널 출판 이력 있어야함. |
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RFP- 6 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
그린 수소 저장을 위한 저압·저온 암모니아 생산 기술 개발 |
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위탁과제명 |
저압·저온 암모니아 합성/회수 공정 모사 |
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위탁연구기간 |
2021.01.01. ∼ 2023.12.31. |
위탁연구비 |
0.25억원 이내 / 년 |
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문의처 |
조 강 희(042- 860- 3292, chokanghee@kier.re.kr |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 저압·저온 암모니아 합성 전체 공정 모사는 steady state 상태라 ASPEN Plus 프로그램을 이용하여 원내에서 독자적으로도 진행 가능 하지만, 그린 수소 원료를 암모니아 생산 공정에 주입하기 전 고순도화 하거나, 생성된 암모니아를 분리 회수하는 과정(기존 일반적인 고압·고온 Haber- Bosch 공정에서는 냉각법을 사용하나 저압·저온에서 암모니아를 합성하는 경우에는 후단 압력, 암모니아 농도가 낮아 냉각법을 활용 시 에너지 효율이 떨어짐)을 주기적인 흡착 공정을 사용할 경우 일반적인 공정 모사 방법으로는 불가하며 Dynamic simulator를 사용해야 하기 때문에 원내에서 진행이 어려움 ∘ Steady state simulation과 dynamic simulation이 동시에 가능한 전문 위탁 기관과 협업을 진행해야 함. 연구원 내 공정 모사 전문가와 위탁기관의 협업을 통해 전체 공정 모사 완성도를 더욱 높이고 depth를 키울 수 있음 ∘ 더불어 MatLab 프로그램을 이용한 전체 공정 경제성 평가 진행도 필요함 |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - 주관에서 개발하는 소재 및 공정을 실시간으로 전산모사에 적용하여 업무효율을 극대화하고자 함. - Steady State Simulation과 Dynamic Simulation을 동시에 고려한 암모니아 합성공정 전산모사 프레임워크 구축 - 해당공정에 대한 공정최적화 및 이를 근간으로 하는 경제성분석 툴 개발 ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - ASPEN Plus를 이용하여 암모니아 합성공정 전산모사 프로토타입 구축 - Dynamic Simulator를 이용한 전처리(수소 분리) 및 후처리(암모니아 회수) 흡착공정 프로토타입 구축 (2) 2차년도 (2022년) - 주관에서 개발한 공정 및 소재를 전산모사프로그램에 적용하한 전공정 전산모사 (암모니아합성, 흡착공정) - MATLAB과 전산모사소프트웨어를 직결한 공정최적화 및 경제성분석 프로토타입 구축 (3) 3차년도 (2023년) - 주관에서 개발한 공정 및 소재를 적용한 전산모사 (암모니아합성, 흡착공정) - 전공정 전산모사와 연동한 공정최적화 및 경제성분석 |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ Steady state simulation (ASPEN Plus 등)과 dynamic simulation(gPROMS 등) 기술을 보유하고 있어야 함. ∘ 반응공정, 흡착제 및 주기적 흡착공정에 대한 전문성을 지니고 있어야 함. ∘ 전산모사기와 MATLAB을 연동한 공정최적화 및 경제성분석 기술 보유하고 있어야 함. |
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RFP- 7 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
Data center 고온 고분자 연료전지 시스템 개발 |
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위탁과제명 |
HT- PEMFC/이중효용 흡수식 히트펌프 시스템의 다중물리 해석 기술 개발 및 이온성 용액 흡수제 발굴 |
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위탁연구기간 |
2021. 01. 01. ∼ 2023. 12. 31 (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
0.4 억원 이내 / 년 |
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문의처 |
최 봉 수(042- 860- 3786, cbs@kier.re.kr) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 이중효용 흡수식 냉동기는 고온형 고분자 전해질막 연료전지에서 발생하는 약 145℃의 폐열을 재생열로 활용함. ∘ 폐열은 연료전지의 전기화학적 반응에 영향을 받고, 흡수식 재생기의 재생열은 냉매와 흡수제(이온성 용액)의 농축과정인 물리화학적 반응에 영향을 받음. 또한 흡수제(이온성 용액)의 종류 및 농도 역시 성능(냉방성능, COP 등)에 영향을 줌. ∘ 연료전지와 연계된 흡수식 히트펌프의 최적 설계 및 운전로직 개발을 위해서는 하이브리드 시스템의 성능예측 및 운전특성 분석이 가능한 전기화학- 열역학 다중물리 현상을 해석 기술이 필요함. 또한 추가적인 성능 확보와 잠재 시장 발굴을 위해 다양한 냉매- 흡수제 후보군에 대한 선행 검토도 필요함. 이러한 연구는 기존의 상용 프로그램으로는 난해한 문제임. 이온성 용액의 흡수제로의 적용 여부 판단을 위해서는 전용 해석 코드를 개발하고 이를 이용하여 후보군을 검토하는 연구가 필요함. |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - ‘HT- PEMFC/이중효용 흡수식 히트펌프’ 시스템 다중물리 현상 해석 코드 개발 - ‘HT- PEMFC/이중효용 흡수식 히트펌프’ 시스템에 적용 가능한 냉매- 이온성 용액 흡수제 조합 발굴
∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - ‘HT- PEMFC/이중효용 흡수식 히트펌프’ 연계 시스템의 다중물리 현상 해석 프로그램 개발 (2) 2차년도 (2022년) - ‘HT- PEMFC/이중효용 흡수식 히트펌프’ 통합 시스템의 전기- 열 성능 최적화 및 운전제어 모델 개발 - 차세대 이중효용 흡수식 히트펌프 용 냉매- 이온성 용액 성능해석 모델 개발 (3) 3차년도 (2023년) - 친환경 냉매- 이온성 용액 흡수제 간의 용해도 분석 및 최적의 조합 선정 - 기존의 냉매- 흡수제를 이용하는 하이브리드 시스템과 이온성 용액을 흡수제로 사용하는 시스템 간의 성능 비교 분석 |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ 전기화학- 열역학의 다중 물리 현상에 대한 이해 및 in- house code 개발 기술을 보유하고 있어야 함 ∘ 사이클에 사용 가능한 이온성 용액에 대한 거동을 이해하고 있어야 함 |
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RFP- 8 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
RE3020 실현을 위한 분산자원 에너지 네트워크 핵심 기술개발 |
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위탁과제명 |
분산 제어기 고도화를 위한 계통 정수 추정 기술 및 관리 시스템 개발 |
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위탁연구기간 |
2021.01.01. ∼ 2022.12.31. (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
0.6억원 이내 / 년 |
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문의처 |
오 세 승(042- 860- 3012, shung@kier.re.kr) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 계통 과전압 해소를 위한 분산자원제어의 고도화 - 전압제어 성능은 분산자원의 동작 특성 및 계통 운전조건에 따라 큰 영향을 받음 - 선로 파라미터를 포함한 기본적인 계통 정수에 대한 정보 부재로 정밀한 제어에 한계가 있음 - 분산 제어기의 계측 데이터에 기반한 계통 정수 추정 기술 필요 ∘ 분산 제어기 데이터 시각화 및 관리 시스템 필요 - 분산제어 시스템의 운전 상황 및 상태 분석을 위한 직관적인 데이터 시각화(data visualization) - 유지보수 등 관리를 위한 OTA 모듈 필요 |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - 분산제어 환경에서의 계통 정수 추정 기술 개발 - 분산제어 시스템의 데이터 시각화 및 관리 프로그램 개발 - 배전선로정수 온라인 추정 오차율 ≦ 12% ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - 계통 정수 추정 알고리즘 개발을 위한 전자기 과도 해석 배전 계통 모델링(PSCAD/EMTDC) - 분산자원제어기 데이터를 활용한 선로 파라미터 추정(line parameter estimation) 기술 개발 - 시각화 데이터 정의 및 시스템 설계 - 분산제어 시스템의 온라인 실시간 데이터 시각화 모듈 개발 (2) 2차년도 (2022년) - 분산 제어기 중심의 계통 등가 파라미터(system equivalent parameter) 추정 기술 개발 - 계통 정수 추정 알고리즘 구현 및 검증 - 분산제어기 예측모델 OTA 개발 및 시스템 통합 |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ 배전 계통 분석 및 고급 수치해석 능력 보유 ∘ 온라인 데이터 시각화 및 GUI 기반 어플리케이션 개발 능력 보유 |
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RFP- 9 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
BMS/PCS 일체형 전력모듈 개발 |
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위탁과제명 |
배터리 건강 상태 추정을 위한 특성 분석 및 알고리즘 연구 |
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위탁연구기간 |
2021. 01. 31. ∼ 2023. 12.31 (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
0.5억원/ 년 |
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문의처 |
백종복(042- 860- 3575, jongbok.baek@kier.re.kr ) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 배터리의 안정성과 신뢰성 향상을 위해 다양한 환경 요인 및 운용 특성에 따른 배터리 상태 및 열화 데이터 확보 필요 ∘ 또한, 범용의 적응형 배터리 관리 기술 개발을 위해 다양한 종류의 배터리 모듈 제작 기술 확보 필요 ∘ 본 연구원은 다양한 종류의 배터리 장단기 데이터 확보 및 모듈 제작에 어려움이 존재하므로, 위탁 기관에서 기 확보된 실험데이터와 추가실험을 통해 알고리즘 개발을 위한 데이터베이스를 구축하고, 원활한 배터리 모듈의 제작을 수행하고자 함 |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - 다양한 환경 요인 및 운용 특성을 고려한 배터리 열화 실험데이터 확보 - 실험데이터 기반의 전기적 배터리 모델 설계 및 구현 - Health index 추출을 위한 데이터 전처리 및 잔여수명 예측 알고리즘 개발 - 배터리 모듈 노화상태 추정 오차율 10% 이하 ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - 배터리 열화(Degradation)에 영향을 미치는 스트레스 인자(Stress factor) 정의 - 스트레스 인자에 따른 배터리 셀 및 모듈 레벨의 장단기 실험 계획 수립 및 데이터 추출 - 기 보유 데이터 활용 배터리 기본 모델 설계 - 배터리 상태 분류 프로토콜 기초 설계 (2) 2차년도 (2022년) - 실험데이터 분석 및 Matlab/Simulink 기반의 전기적 배터리 열화 모델 구현 - 개발 모델의 운용 특성을 고려한 학습 데이터 생성 - 배터리 상태 추정 알고리즘 구현 및 검증 - 배터리 상태 분류 알고리즘 개발 (3) 3차년도 (2023년) - 실험데이터의 열화 경향성(Degradation Trends) 분석을 위한 데이터 전처리 - Health index 측정 데이터를 활용한 시스템 잔여수명 예측 알고리즘 개발 - Matlab/Simulink를 활용한 요소 기기별 잔여수명 시각화 및 테스트베드 구축 - 배터리 상태 분류 프로토콜 개발 |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ 배터리 열화 데이터 추출에 있어 많은 시간이 소요되기 때문에 실험 데이터 분석 경험 및 분석 장비가 요구됨 ∘ 고정밀 모델 개발에 있어 관련 툴 경험 및 대용량 데이터 처리를 위한 전처리 기술 및 기존 실험 데이터를 보유하고 있어야 함 |
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RFP- 10 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
BMS/PCS 일체형 전력모듈 개발 |
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위탁과제명 |
전력 모듈의 component- level 노화 식별 및 수명 추정 연구 |
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위탁연구기간 |
2021. 01. 01. ∼ 2024. 12. 31 (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
0.5억원/ 년 |
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문의처 |
백종복(042- 860- 3575, jongbok.baek@kier.re.kr ) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 전력 모듈의 RUL 추정을 위해 테스트 시나리오 및 동작/고장 분류에 따른 장단기 데이터 수집이 필수적임. ∘ 개별 전력 소자 단위의 장기 실험 데이터 확보에 어려움. ∘ 위탁기관이 보유한 단위 부품의 데이터 수집 및 가공에 전문성 및 데이터 확보 능력을 활용하여 전력 모듈의 RUL 추정에 활용하고자 함. |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - 개별 전력 반도체 소자 및 전력 모듈의 노화/열화/고장 모델 확립 - 노화/열화 감지 알고리즘 개발 - 전력 반도체 모듈의 시험 및 데이터 분석 - 전력 모델 정확도 : 오차율 15% 이하 ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) : 전력 모듈 평가 환경 구축 및 시험 - 평가 환경 설계 및 구축 ㄱ. 주요 측정 위치/종류/시험 시나리오 설계 ㄴ. DUT 및 주변 환경 설계/제작 ㄷ. 시험 및 데이터 분석 - 전력 모듈 (Power module) 시험 및 분석 ㄱ. 전력 모듈 시험 및 분석 ㄴ. 노화/열화/고장 및 수명 예측 모델 확립 (2) 2차년도 (2022년) : 전력 모듈 고정밀 해석 및 모델 - 전력 모듈 (Power module) 시험 및 분석 ㄱ. 장단기 전력 모듈 열화 및 고장 시험 ㄴ. 모듈 내 온도 분포 및 전기적 기생 성분 해석 및 이에 기반한 모델 개선 - 시험 데이터 및 모델 예측 간 정확도 분석 (3) 3차년도 (2023년) : 시작품 전력 모듈 시험 및 분석 - 시작품 병렬 모듈 운용 시험 및 분석 ㄱ. 고용량 AC/DC 모듈 시험 ㄴ. 고용량 DC/DC 모듈 시험 - 열화/고장 예측 알고리즘 (4) 4차년도 (2024년) : 모델 최적화 - 전력 모듈 시험 수립 ㄱ. 전력 모듈 시험 및 분석 ㄴ. 데이터 기반의 정확도 분석 - 모델 성능 향상 및 운용전략 수립 |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ 전력 모듈 및 기타 소자의 노화 반영된 Matlab/Simulink 모델이 도출되어야함. ∘ 전력 반도체 WBG 소자를 이용한 전력모듈 수행 가능해야 함. ∘ 시작품 전력 모듈 연구원에서 제공 |
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RFP- 11 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
BMS/PCS 일체형 전력모듈 개발 |
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위탁과제명 |
모듈형 전력 구조의 Flexibility를 고려한 병렬 운전 알고리즘 연구 |
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위탁연구기간 |
2021. 01. 01. ∼ 2025. 12. 31 (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
0.6억원/ 년 |
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문의처 |
백종복(042- 860- 3575, jongbok.baek@kier.re.kr ) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 배터리 일체형 전력변환 모듈은 소규모로 분산되어 병렬 연결되는 구성으로 저전압/고전류의 전기적 사양을 갖고 있으며, 10개 내외의 단위 모듈로 구성됨 ∘ 본 연구원에서는 이를 위한 하드웨어 제작/평가환경이 제한적이며, 외부 기관을 통해 기본 하드웨어 제작 및 평가를 진행하고자 함 ∘ 개발 알고리즘 등을 탑재한 모듈의 병렬 운전 시험을 수행하기 위해 위탁기관의 개발 및 평가 인프라 활용이 요구됨 |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - 배터리 에너지 저장 장치용 다중 모듈 3상 계통 연계 컨버터의 전력단 및 제어기 하드웨어 설계 - 배터리 에너지 저장 장치용 다중 모듈 3상 계통 연계 컨버터의 병렬 운전 알고리즘 개발 및 검증 - 병렬 모듈간 전력분배 균일도 90% 이상 ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - 100kW급 다중 모듈 계통 연계 컨버터의 전력단 하드웨어 상세 설계 및 모델링 - 병렬 운전을 위한 Isolated type 고성능 제어기 하드웨어 상세 설계 및 제작 - 단일 모듈의 시뮬레이션 모델 설계 (2) 2차년도 (2022년) - 설계 하드웨어를 위한 다중 모듈 계통 연계 컨버터의 병렬 운전 알고리즘 개발 및 시뮬레이션 검증 - 개발된 고성능 제어기 상에서 병렬 운전 알고리즘 구현 - 축소 프로토타입 (AC/DC) 전력단 하드웨어 제작 및 시험 - 프로토타입 병렬 운전 시험 (3) 3차년도 (2023년) - 전력단 하드웨어 및 제어기 디버깅 - 검증 결과의 대용량 적용을 위한 기술적 이슈 사항 검토 - 다중 모듈 시제품 계통 연계 컨버터의 병렬 운전 알고리즘 실험 지원 - 배터리 연계를 통한 전력 모듈 성능 검증 - 전력 모듈 물리적 연계 방안 및 상위 운용 전략 수립 (4) 4차년도 (2024년) - 대용량 컨버터 제작 및 시험 지원 - 실험 결과 기반의 다중 모듈 알고리즘 성능 강화 - 단일 모듈 고장 시 동작 알고리즘 개발 - 실험을 통한 제어 알고리즘 성능 검증 - 이종 배터리를 통한 전력 모듈 성능 검증 (5) 5차년도 (2025년) - 실험 결과 기반의 전력단 하드웨어 및 제어기 최적화 - 제어 알고리즘 최적화 - 대용량 전력 변환 구동 시험 협조 |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ Matlab/Simulink 환경에서 모델링 구현되어야 함 ∘ 병렬 운전 및 안정도 고려한 모듈 설계 기술이 확보되어야 함 ∘ 시뮬레이션 검증 및 독립형 제어 보드 제작 |
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RFP- 12 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
안전성 강화를 위한 DNA 기반 신재생에너지 예지진단 관리기술 개발 |
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위탁과제명 |
풍력발전기 블레이드 구조 결함 해석 모델 개발 |
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위탁연구기간 |
2021. 01. 01. ∼ 2022. 12. 31 (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
0.3억원 이내 / 년 |
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문의처 |
황 성 목(064- 800- 2337, sm.hwang@kier.re.kr) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 블레이드 결함 검출 및 잔여 수명 예측을 위해서는 정상/비정상(결함) 상태의 데이터 확보 필수 ∘ 정상/비정상 데이터 확보를 위해 테스트 베드를 구축할 예정이나, 테스트 베드만을 활용하여 다양한 비정상 데이터를 확보하기에는 비용과 시간 측면에서 매우 어려움 ∘ 정상 상태와 다양한 결함을 고려한 비정상 상태를 모두 해석 가능한 신뢰성 높은 해석 모델 개발 필요 |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - 블레이드의 주요 구조 결함이 반영된 유한요소해석 모델 개발 및 검증 - 다양한 구조 결함을 고려한 상세 해석 및 결함 유형 및 크기에 따른 결과 분석 ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - kW급 풍력발전기 블레이드 구조의 유한요소해석 모델 개발 - 다양한 구조 결함 유형에 대한 유한요소해석 모델 구현 방법 개발 - 정상/비정상(결함) 시편 실험 데이터를 활용한 해석 모델 검증 및 정확도 향상 (실험 데이터는 KIER 제공) (2) 2차년도 (2022년) - 주요 구조 결함의 유형별 위치 및 크기 등 변화에 따른 상세 구조 해석 - 결함 특성에 따른 구조해석 결과 및 거동 특성 변화 상세 분석 - 결함- 구조/거동특성 상관 관계 분석 |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ 정상/비정상(결함) 시편 실험 데이터는 KIER 제공 ∘ 유한요소해석 모델은 실험 시편과 동일한 모델이어야 하며, 시편 실험 결과와 비교 검증 필요 함. ∘ 유한요소해석 모델은 MSC NASTRAN/PATRAN, ANSYS SW 호환 가능 모델이어야 함 |
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RFP- 13 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
국내 저급연료 사업장의 미세먼지 저감을 위한 Pre- to- Post 핵심 융복합 기술 개발 - 저급탄 미세먼지 저감을 위한 연료 전처리 기술 |
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위탁과제명 |
배가스 후처리 설비 금속이온 회수 기술 개발 및 경제성 평가 |
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위탁연구기간 |
2021. 1. 1. ∼ 2021. 10. 30. (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
0.5억원 이내 / 년 |
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문의처 |
최 종 원(042- 860- 3165, jwchoi@kier.re.kr) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 연소공정 이후 배출되는 연소배가스 내 포함된 NOx를 제거하기 위하여 여러 기술들이 제안되고 있으며, 최근 Fe(II)- EDTA 용액을 이용한 NO 흡수 기술이 높은 흡수능 및 빠른 제거 속도 등의 장점으로 실험실 규모에서 많이 연구 되고 있음. ∘ 하지만 Fe(II)- EDTA은 산소 존재 하에서 쉽게 Fe(III)- EDTA로 산화되어 NO 흡수 능력을 잃어버리며, NO를 흡수한 Fe(II)- EDTA- NO 형태 역시 환원을 통한 재생이 없을 경우 NO를 더 이상 제거할 수 없음. ∘ Fe(III)- EDTA, Fe(II)- EDTA- NO의 Fe(II)- EDTA로 환원 재생을 위한 금속입자를 이용하는 화학적 환원방법 연구 및 용액상 녹아있는 금속 이온의 고효율 회수를 위한 전기 석출기술에 관한 연구 개발이 필요함. |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - Zn 금속 입자를 이용한 Fe(III)- EDTA 및 Fe(II)- EDTA- NO의 Fe(II)- EDTA로 환원 재생 기술 연구 - Fe(III)- EDTA 및 Fe(II)- EDTA- NO의 환원반응 이후 용액 상 남아 있는 Zn2+ 이온 회수를 위한 전기추출(Electrodeposition)을 위한 최적의 전극 및 운전 기술 제시 - 금속 입자를 이용한 연속식 흡수용액의 재생- 이온 석출 공정의 운전 기술 확보 ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - 공정 변수별 금속입자에 의한 Fe(III)- EDTA 및 Fe(II)- EDTA- NO의 환원 효율 연구 - Zn2+ 이온 회수를 위한 전기추출 요소기술 기초 연구 (전극, 인가 전압, 전해 용액 효과 등) - Zn2+ 이온 회수를 위한 전기추출 핵심 요소기술 최적화 및 최적의 조건 제시 |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ Fe(III)- EDTA 및 Fe(II)- EDTA- NO 환원 반응의 속도론 연구 및 매커니즘을 규명할 수 있어야함. ∘ Zn2+ 이온 회수를 위한 전기화학 반응에 대한 이해 및 해석을 할 수 있어야함. |
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RFP- 14 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
원료 다변화형 바이오디젤 및 플랫폼 케미칼 생산 핵심기술 개발 |
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위탁과제명 |
계산과학기반 바이오디젤 제조 산염기 복합촉매 설계지원 연구 |
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위탁연구기간 |
2021. 01. 01. ∼ 2023. 12. 31. (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
0.4 억원 이내 / 년 |
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문의처 |
김 학 주 (042- 860- 3654, hakjukim@kier.re.kr) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 바이오디젤(Fatty Acid Methyl Ester; FAME)의 생산단가를 낮추기 위해서는 유리지방산(Free Fatty Acid; FFA)이 고농도로 함유된 저급 유지를 활용해야 하는데 이를 위해서는 중성지질 성분(Triglyceride; TG)과 FFA의 전환을 위한 고체염기와 고체산 촉매가 각각 요구됨. ∘ 이를 위한 고성능, 고안정성 촉매의 개발을 위해서는 알코올, 유지 등 액상 반응조건에서 촉매의 변형 없이 활성이 장시간 유지되며 동일한 촉매담체 표면에 산·염기 이원기능을 갖는 복합 촉매가 필요함. ∘ 주요사업 본 과제에서는 내화학성이 우수한 g- C3N4(graphitic carbon nitride) 담체를 기반으로 –SO3H, - COOH 등의 산점과 –NH2, - Na 등의 염기점을 동시에 도입한 촉매의 개발을 수행하고 있음. ∘ 성공적인 촉매의 개발을 위해서는 반응메카니즘 추적에 따른 단위 화학반응을 활성화시키는 촉매 활성점의 역할과 촉매 구성성분 및 구조의 변화에 따른 물성 변화 등을 추적해야 함. 수십 종의 단위 화학반응을 실험적으로 추적하여 분석하기에는 시간과 비용이 많이 소용되어 이를 양자역학에 기반한 계산과학을 통하여 촉매구성 성분, 구조, 조성 변화에 따른 물성변화 및 단위화학 반응에서의 활성화도를 계산하여 원료 다변화에 따른 바이오디젤 생산용 산염기 복합촉매를 원자단위에서 설계하는 연구가 필수적으로 요구됨. ∘ 원내의 플랫폼연구센터에서도 유사한 연구를 수행한 경우가 있으나 해당 분야 전문성을 확보한 대학으로의 위탁연구사업을 통하여 맞춤형 연구를 수행하고 단시간내 연구성과 창출을 달성하고자 함. |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - 원료 다변화 바이오디젤 생산을 위한 VASP기반 산염기 복합촉매 설계 지원 - 반응메카니즘 추적 및 단위 화학반응 활성점 제어 ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - VASP기반 g- C3N4 담체 C/N비 등 구조변화에 따른 물성변화 계산 - VASP기반 g- C3N4 담체 작용기 치환에 따른 산염기적 특성 계산 (2) 2차년도 (2022년) - 알칼리 금속, 전이금속 치환에 따른 산염기적 특성 계산 - 1차년도 개발 촉매를 활용한 바이오디젤 생산 반응메카니즘 추적 및 단위 화학반응 활성화도 계산 (3) 3차년도 (2023년) - 촉매 조성, 구조 최적화에 의한 성능 향상 가능성 예측 - 실험결과와 계산결과와의 비교 검증을 통한 최종 양산 촉매 선정 |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ VASP(Vienna Ab initio Simulation Package)기반 계산과학 수행을 위한 소프트웨어 및 하드웨어를 보유하고 있어야 함 ∘ 양자역학 계산과학(First- Principles Calculations) 활용 SCI급 논문 5편 이상의 연구실적을 보유하고 있어야 함 |
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RFP- 15 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
광주 바이오에너지 연구센터 활성화를 위한 기반 연구 |
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위탁과제명 |
폐전지 열화 요인 진단 기술 개발 및 검증 |
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위탁연구기간 |
2021.01.01. ∼ 2022.12.31. (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
0.5억원 이내 / 년 |
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문의처 |
우 중 제 (062- 717- 2402, wooj@kier.re.kr) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 전기차 시장의 급격한 성장에 따라 2030년 폐전지 누적 발생량이 1,000GWh 수준에 다다를 것으로 예상됨 ∘ 폐전지의 효과적인 처리를 위해 재사용 기술에 대한 개발 요구가 증가하고 있음 ∘ 폐전지 재사용을 위해서는 사용 후 전지에 대한 정확한 성능 및 수명 예측이 요구됨 ∘ 기존 기술은 SOC/SOH등 폐전지의 상태 추정이 가능하나 재사용 시 운전 중 발생하는 문제점 파악이 어려움 ∘ 재사용 전지의 신뢰성/안전성 파악을 위해 단일열화 진단 모델을 활용하여 고도 진단기술을 개발하고 범용 BMS에 적용하여 검증하는 연구가 필요함 |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - 단일열화 셀 파라미터 기반 이차전지 고도 분석 모델 개발 - 열화요인에 따른 재사용 전지 성능 및 수명 내구예측 기술 개발 - 폐전지 진단 모델 기반 범용 BMS 개발 및 진달 기술 검증 ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - 단일열화셀 파라미터 추출법 개발 및 데이터베이스 확보 . 충전/방전실험 기반 다양한 실험데이터 다수확보 필요 . 단일열화의 경우 셀의 내부손상 혹은 노화에 따른 열화구분 및 이의 파라미터 추출 필요 (배터리의 SOC영역, C- rate등 다양한 조건을 반영하여 노화 적용 필요) - 폐전지의 열화요인 진단을 위한 단일열화 모델 기반 고도 진단 기술개발 . 다양한 시나리오별 단일열화 모델 제시 - 고도 진단 기술을 활용한 폐전지 주 열화인자 도출 및 열화정도 파악 . 기존 문헌에 나와있는 열화인자 적용 검토 및 신규 열화인자 도출 (2) 2차년도 (2022년) - 고도 진단 기술이 적용된 BMS 개발 및 폐전지를 활용한 실시간 진단 기술 검증 . BMS 하드웨어보드 신규제작 및 진단기술 탑재 및 검증 - 폐전지의 상태 (SOC/SOH) 및 GUI 기반 열화요인 진단 프로그램 개발 . SOC/SOH 알고리즘 신규구현(단일열화 모델 반영) - 열화요인 기반 폐전지 재사용 적합성 판단 기술 개발 . 단일열화 모델 기반 수명내구성을 예측하여 Reuse/Recycling 판단 |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ 이차전지 열화 메커니즘에 대한 이해 및 해석 기술을 보유하고 있어야 함 ∘ 이차전지 단일열화 모델을 기존 모델화 결합 할 수 있는 기술이 필요함 ∘ 전지 진단 모델을 BMS에 적용하여 폐전지를 실시간 진단 할 수 있어야 함 |
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RFP- 16 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
CO2 및 저급 부산물 동시 전환 고부가 화합물 생산 기술 개발 |
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위탁과제명 |
고성능 촉매 제조를 위한 계층 구조를 가지는 다공성 지지체 개발 |
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위탁연구기간 |
2021.01.01. ∼ 2023.10.31 (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
1차년도 30백만원 이내 2차년도 50백만원 이내 3차년도 50백만원 이내 |
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문의처 |
박 기 태 (042- 860- 3257, ktpark@kier.re.kr) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 고성능 CO 생산 촉매의 개발에 있어서 활성 금속의 반응성을 극대화하고 반응물과 생성물의 원활한 이동을 가능하게 하는 다공성 촉매 지지체의 개발은 반드시 필요함 ∘ 최근 메조- 매크로 기공 구조를 하나의 지지체에서 구현함으로서 기공 내 물질 전달 효율을 향상 시키고 기공 내에 담지된 촉매의 반응성을 크개 개선하는 연구들이 진행되고 있음 ∘ 따라서 세계적인 기술을 확보하고 있는 연구기관과의 협력을 통하여 고성능 촉매 지지체를 공급받으면 본 과제 연구수행 기간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 보다 우수한 성능을 기대할 수 있어 위탁연구가 반드시 필요함. |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - 촉매활용의 극대화 및 CO 생산 속도의 극대화를 위한 메조- 매크로 기공을 가진 계층 구조형 탄소의 합성 기술 확보 및 구조 최적화 - 스피노달 분해를 통해서 매크로 기공의 연결성 제어. 스피노달 분해를 통한 메조- 매크로 기공 탄소의 ‘원- 팟’ 합성법 개발 - 지지체 표면의 물성 제어를 통한 촉매 성능 향상 ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - 개발된 SAC 고분산, 고집적 지지체 담지 기술 개발 - 블록 공중 고분자와 스피노달 분해를 이용한 메조- 매크로 기공 탄소의 ‘원- 팟’ 합성법 개발 - 탄소 지지체 표면 개질을 통한 각 산화/환원 반응에 적합한 지지체 개발 (2) 2차년도 (2022년) - 계층형 탄소지지체에 SAC를 담지한 촉매- 지지체 복합체 개발 및 기공 구조에 따른 성능 변화 탐색 - 계층형 다공구조를 적용한 전이금속 산화물/탄화물 지지체 개발 (표면적 70m2/g 이상) - 도핑 원소에 따른 지지체 물성 변화 및 성능 향상 변화 탐색 - SAC와 지지체의 p- block dopant 간의 상호작용 분석 및 CO 생산 성능 향상을 위한 도핑 최적화 (3) 3차년도 (2023년) - 스피노달 분해를 통한 기공 구조 및 연결성 제어를 통한 구조 최적화 및 CO 생산 속도 극대화 - 높은 안정성 및 각 산화/환원 전극에 최적화 된 성능을 보유한 이종 원소 dopant 선정 및 이를 적용한 메조- 매크로 기공 기능성 지지체‘원- 팟’ 합성법 개발 - 그램 단위의 계층형 지지체 대량 합성 기술 개발 - 기능성 지지체 도입하여 CO 생산 성능 극대화 (과전압 0.1 V 이상 감소) |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ 다공성 지지체 및 지지체 계층 구조 제어에 관한 높은 수준의 기술을 보유해야 함. ∘지지체 구조 및 물성 제어 연구의 효율적 진행 및 적용을 위해 전기화학촉매 및 분석에 대한 적정 수준의 지식을 보유해야 함. ∘ 계층구조 다공성 지지체 및 CO2 전환 촉매 관련 상위 5% SCIE논문 실적 3건 이상 |
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RFP- 17 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
CO2 및 저급 부산물 동시 전환 고부가 화합물 생산 기술 개발 |
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위탁과제명 |
CO2 및 저급 부산물의 고부가화 통합시스템 및 상용 공정 모델 개발 |
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위탁연구기간 |
2021.01.01. ∼ 2021.10.31 (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
0.4억원 이내 / 년 |
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문의처 |
박 정 호(042- 860- 3269, jhpark222@kier.re.kr) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 기술의 실용화를 위해서는 공전해 시스템 등 핵심 요소 기술뿐만 아니라 경제성을 크게 좌우할 수 있는 분리 시스템 등을 적용한 통합시스템 공정개발이 필수적임 ∘ 개발된 요소 기술 모델의 지속적인 개선과 기술 경제성/전주기 분석과의 연동을 위해서는 각 단위 공정 모델의 라이브러리화가 필요하며 완성된 공정 모델의 정상적인 수렴이 확인되어야 함 ∘ 통합시스템 개발은 정확한 기술 경제성 분석과 전주기 분석을 위하여 필수 불가결한 사항이며, 전주기 분석의 경우 개발 시스템 뿐만 아니라 전통적인 방식의 상용급 공정을 함께 개발하여 비교해야 하는데 효율적인 연구를 위해서는 이에 대한 데이터베이스를 보유한 기관과의 협업이 필요함 ∘ 통합시스템과 상용급 공정의 공정 모사 관련 전문적인 지식과 역량을 보유하고 있는 공정 시뮬레이션 전문 기관/업체와의 연계를 통해 공정 모델의 완성도를 높이고 연구개발 기간을 효율적으로 단축할 수 있음 |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - 공전해 반응을 통해 생성된 생성물의 효율적 분리 기술 검토 - 반응 생성물 고질화를 위한 분리공정 모델링(증류, PSA, 흡수 시스템 등) - 기존 공정과의 비교를 위한 상용 공정 모델링 - CO- 유기산(Lactic acid/Formic acid) 동시 생산을 위한 전기화학 반응기 모델링 - 공정 모델과 연계된 기술 경제성 분석 프레임 워크 개발 및 반영 ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - 공전해 기반 통합 공정 시뮬레이션 모델 개발(CO/유기산(Lactic acid/Formic acid) 생산 및 부대(분리, 고질화 등) 시스템) - 상용 공정 통합 시뮬레이션 모델 개발(SMR 방식 CO생산 및 부대(분리, 고질화 등) 시스템, 상용 유기산(Lactic acid/Formic acid) 생산 및 부대(분리, 고질화 등) 시스템) - 각 공정 모델에 적용 가능한 기술 경제성 분석(TEA) 프레임 워크 개발 및 반영 (2) 2차년도 해당 없음 (3) 3차년도 해당 없음 |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ 대상 공정에 대한 이해와 통합 시스템 모델링을 위한 전문 지식과 경험 보유 필요함 ∘ 개발된 공정 중 공전해 시스템은 코드 수정이 가능할 수 있어야 함(연구에 따른 모델식/결과 반영) ∘ 경제성분석 프레임워크를 통해 해당 공정의 CAPEX/OPEX 산출 및 제품 생산 단가 계산이 가능하여야 함 |
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RFP- 18 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
에너지기술 R&D 기획 연구 |
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위탁과제명 |
상향식 에너지기술 분석 모형 고도화 연구(KIER- TIMES version 2.2 개발): 수송분야와 전환분야의 연계 분석력 강화 |
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위탁연구기간 |
2021. 1. 1. ∼ 2021. 12. 31. (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
0.5억원 이내 / 년 |
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문의처 |
박 상 용(042- 860- 3037, gspeed@kier.re.kr) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 2050 탄소 중립 비전 선언에 따라 내연기관 퇴출이 빨라지고 전기차, 수소연료전지자동차와 같은 미래 모빌리티 기술의 보급이 급속하게 확대될 것으로 전망 ∘ 전기차 보급에 따른 전기수요의 변화, 수소연료전지자동차 보급을 위한 수소에너지 공급은 에너지시스템에 큰 변화를 유발할 것으로 전망 ∘ 따라서 장기적인 관점에서 미래 모빌리티 보급이 국가 에너지시스템에 미치는 에너지·환경·경제적 측면의 파급효과를 분석할 수 있도록 기존의 에너지기술 분석 모형(KIER- TIMES version 2.1)을 고도화하고 확장하는 연구가 필요 |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - KIER- TIMES version 2.1 모형의 고도화 및 분석범위 확장 - 사례연구를 통한 모형의 신뢰성·활용성 검증 ∘ 주요연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - KIER- TIMES version 2.1 모형의 고도화 · 기존 구축된 부문들 관련 신규 기술 특성치 자료 및 정책 시나리오 반영 - 수송분야 기술 DB 구축 · 기존기술 특성치(비용, 효율, 수명 등)자료 수집 및 보급현황 조사 · 미래 모빌리티 특성치(비용, 효율, 수명 등)자료 수집 - 수송 모듈 개발과 전환분야 연계를 통한 KIER- TIMES version 2.2 구현 · 기존 구축된 부문들과의 연계를 고려한 수송부문 확장 범위 및 기술의 분류체계(세분화 수준) 정의 · 정의된 분석 범위의 모형 내 구현 - HFCV, V2G 기술의 도입이 전력시스템 및 국가 에너지시스템에 미치는 파급효과 분석에 대한 시범 분석 · 미래 모빌리티 보급전망 및 이용(충방전)행태에 대한 시나리오 개발 · 시나리오별 다양한 결과 도출 및 분석을 통한 모형의 신뢰성·활용성 검증 |
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3. 기타 특이사항 |
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∘ VEDA- TIMES 모형 개발 관련 기술과 연구경력을 보유하고 있어야 함 |
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RFP- 19 |
공모과제 제안요구서 (RFP)
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과제구분 |
2021년도 주요사업 위탁과제 |
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주관과제명 |
전략적 국제공동연구 발굴 시스템을 통한 매칭형 국제공동연구 활성화 |
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위탁과제명 |
2050 탄소중립을 위한 국제공동연구 주제 발굴 및 최신 연구개발 동향 분석 |
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위탁연구기간 |
2021.01.01. ∼ 2021.12.31 (연차평가결과에 따라 조정가능) |
위탁연구비 |
0.9억원 이내 / 년 |
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문의처 |
최상진(042- 860- 3173, sjinchoi@kier.re.kr) |
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1. 위탁연구의 필요성 |
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∘ 기후변화 대응을 위한 에너지전환 및 탄소 중립 노력들은 세계 주요 국가들을 중심으로 일어나고 있으며, 성공적인 수행을 위해서는 전 지구적 차원의 국제협력이 필요 ∘ 한국은 최근 수소경제, 에너지전환, 그린뉴딜 그리고 2050 탄소중립을 위해 다양한 정책들이 수립되고, 이를 실현하기 위한 구체적인 연구개발이 진행되고 있음 ∘ 동 과제에서는 주요 선진국들의 연구개발 동향 및 에너지정책 분석을 통해, 2050 탄소 중립을 위한 국가간의 노력 및 주요국들과의 국제공동 연구 전략을 수립하는 것을 목표로 하고 있음 ∘ 특히, 최근 바이든 신행정부의 에너지 정책방향을 포함한 미국내 에너지 분야 국립연구소들의 최근 연구개발 방향을 지속적으로 파악하고, 이를 통해 해외 연구기관들과의 구체적인 국제공동연구주제를 발굴하는 노력이 필요 |
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2. 위탁연구목표 및 내용 |
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∘ 연구목표 - 탄소중립 관련 해외 선진기관과의 구체적인 국제협력 방안 수립 - 미국 주요 국립연구소와의 국제협력 강화 및 이를 통한 국제공동연구 주제 발굴 ∘ 주요 연구내용 및 범위 (1) 1차년도 (2021년) - 2050 탄소중립을 위한 주요 선진국 정책 또는 주요 연구기관 연구개발 현황 조사 지원 ・ 에너지정책 방향, 관련 전담기관 프로그램에 대한 문헌 리뷰, 분석적 데이터 리뷰, 정보 및 보고서 등 ・ 워싱턴 D,C.내 워크샵 참여를 통한 리포트 및 분석자료 제공 ・ 미국 바이든 행정부의 에너지 ‧ 환경정책 및 방향에 대한 모니터링 - 미국 국립연구소와의 국제공동연구 주제 발굴 지원 - 국제기구 및 워싱턴 D.C. 대사관채널을 통한 KIER의 국제R&D 협력 관계 구축 지원 - 국제 전문가를 활용한 KIER R&D 전략 수립, 국제공동연구 주제 발굴 워크샵(온/오프 라인) 지원 - 기타 KIER에서 필요로 하는 국제협력관련 업무 지원(해외 인터뷰, 수시 분석자료 작성 지원 등) |
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3. 기타 특이사항 |
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RFP- 19 |
Request for Proposal (RFP)
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Category |
2021 Contractors Project by KIER |
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Title of Project |
Advancement of Developing Co- beneficial Global Project Utilizing the Strategic Process |
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Title of Contractor Project |
Cultivating International R&D Partnership to Address Carbon Neutrality 2050 and Monitoring/Researching New and Advanced Technologies |
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Research Period of Contractor Project |
2021.01.01. ∼ 2021.12.31 (May be subject to adjustment based on results of annual reviews) |
Cost |
Within 0.9 hundred million KRW / year |
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Contact Info. |
Sangjin Choi(+82- 42- 860- 3173, sjinchoi@kier.re.kr) |
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1. Need for Contractor Project |
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∘ Global community is joining effort to address climate crisis. International cooperation is necessary in order to successfully achieve set goals and mitigate carbon footprint; ∘ Korea has implemented various clean energy policies—hydrogen economy, energy transition, green new deal and carbon neutrality 2050—and specific R&D activities are in progress to accelerate the transition to low- carbon energy; ∘ Goal of the project is to potentially establish international joint research project(s) by studying, investigating, collecting information and analyzing data of R&D trend and energy policy direction of advanced countries. ∘ While it is important to monitor the Biden administration’s energy and climate policy, continuously following the development of new and innovative energy related technologies at the U.S. national laboratories is also critical for the purpose of identifying and developing possible joint R&D projects. |
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2. Goals and Scope of Contractor Project |
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∘ Research Goals - Cultivate and foster opportunities for joint projects with R&D institutes in advanced countries in an effort to achieve Carbon Neutrality 2050 goal - Strengthen cooperation with U.S. national laboratories and jointly identify projects and programs that are beneficial to both entities. ∘ Main Scope of Research - Support carbon neutrality goal by researching and studying energy policy and/or technology development in advance countries ･ Provide information, reports, analytical data and literature reviews of the developments of energy policy directions and progress of new and innovative technologies of advanced countries ･ Attend energy related programs in DC and provide information and reports ･ Closely monitor incoming Biden administration's energy and environmental policies and plans, and how they may impact international R&D cooperation; - Organize public and private workshops and support developing research topics with the national laboratories of USA. - Cultivate partnership with international organizations—to assess global energy and environmental challenges, opportunities for international R&D development, technology transfer to developing nations, including South America, Small Island Nations, etc. - Support KIER with distributing and administering expert surveys by reaching out wide network of experts and professionals and analyzing complied information on issues related to KIER’s long- term R&D portfolio strategy and opportunities for joint - Create opportunities for KIER to showcase its R&D programs in order to facilitate international joint R&D collaboration with national laboratories, academic institutions, etc. - Broaden contacts and networks and continue to develop relationships with relevant energy stakeholders and government officials |
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3. Miscellaneous notes |
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