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<div style="position:absolute; left:-9999px; top:-9999px;" class="sound_only"><div align='center'>▲재료연구원이 무연 페로브스카이트 소재를 이용해 1ppm 수준의 암모니아까지 감지할 수 있는 초고감도 가스센서를 개발했다.
[수소신문] 한국재료연구원(KIMS)이 친환경 무연 페로브스카이트 소재를 이용해 1ppm 수준의 암모니아까지 감지할 수 있는 초고감도 가스센서를 개발하고 센서의 새로운 작동 원리를 세계 최초로 규명했다.
송명관 한국재료연구원 에너지·환경재료연구본부 박사 연구팀은 이형우 부산대 교수, 강영호 인천대 교수, 김진철 호주 맥쿼리대 교수 연구팀과 공동으로 납(Pb) 대신 안티모니(Sb)를 적용한 무연 페로브스카이트(FA₃Sb₂Br₉) 기반 암모니아 가스센서를 개발했다.
수소를 저장·운송하는 차세대 수소 운반체(Hydrogen Carrier)로 암모니아가 주목받고 있지만 소량만 누출돼도 인체에 유해해 발전소와 저장시설, 운송설비, 화학공장 등에서 미세 누출을 신속하게 감지하는 고성능 센서가 필수적이다.
기존 페로브스카이트 기반 센서는 높은 감도를 갖췄지만 대부분 납을 포함하고 있어 환경성과 상용화 측면에서 한계가 있었다.
▲초고감도 암모니아 가스센서를 개발한 송명관 재료연구원 박사를 비롯 강영호 인천대 교수, 이형우 부산대 교수, 김진철 호주 맥쿼리대 교수 등 연구진의 모습.
<a href="https://sweetkey.co.kr/bbs/board.php?bo_table=roto&wr_id=393" target="_blank">모바일 바다이야기 고래 출현</a>
연구팀은 친환경 안티모니 기반 무연 페로브스카이트를 적용해 이러한 문제를 해결하면서도 우수한 감지 성능을 확보했다.
개발된 센서는 1ppm 수준의 초저농도 암모니아를 안정적으로 검출했으며 암모니아 농도가 증가할수록 센서 신호도 비례적으로 증가해 정량 분석이 가능함을 확인했다.
또 100ppm 농도의 암모니아에는 13초 만에 반응했으며 센서 신호는 최대 235%까지 증가했다.
메탄(CH₄), 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 수소(H₂), 메탄올(MeOH) 등 다른 가스에는 상대적으로 낮은 반응을 보여 높은 선택성을 확보했다.
2개월 보관 후에도 초기 성능의 약 97%를 유지해 장기 안정성도 입증했다.
센서는 용액 공정을 이용한 스핀코팅 방식으로 제작돼 대면적 생산과 제조비 절감에도 유리한 것으로 평가된다.
연구팀은 이번 연구에서 센서의 작동 메커니즘도 새롭게 밝혔다.
기존에는 암모니아가 센서 표면에 흡착되면서 전기 신호가 발생하는 것으로 알려졌지만 연구 결과 암모니아 분자가 페로브스카이트 내부에 가역적으로 삽입되면서 p형 도핑(p-type doping)을 유도하고 전기전도도를 높여 감지 신호가 생성되는 것으로 확인됐다
<a href="https://gcymca.co.kr/bbs/board.php?bo_table=balo&wr_id=777" target="_blank">릴게임 손오공</a>
.
이는 기존의 표면 흡착 중심 메커니즘과 차별화되는 결과로 향후 페로브스카이트 기반 가스센서의 감도와 선택성을 높이기 위한 새로운 소재 설계 방향을 제시했다는 평가다.
연구팀은 이번 기술이 암모니아를 연료나 수소 운반체로 활용하는 발전소와 선박, 암모니아 생산·저장·운송 시설, 비료·화학공장 등의 안전관리 시스템에 폭넓게 활용될 것으로 기대하고 있다.
또한 휴대용 가스 감지기와 배관 부착형 센서, 실시간 유해가스 모니터링 시스템 등으로의 적용도 가능할 것으로 전망했다.
송명관 재료연구원 책임연구원은 "친환경 무연 페로브스카이트를 이용해 초고감도 암모니아 센서를 구현했을 뿐 아니라 센서의 작동 원리를 원자 수준에서 규명했다는 .에서 의미가 크다"라며 "수소·암모니아 기반 에너지 인프라의 안전관리와 산업현장의 유해가스 모니터링 기술에 폭넓게 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 지원을 받아 재료연구원 기본사업과 한국연구재단 글로벌선도연구센터 사업, 국가과학기술연구회(NST) 글로벌 TOP 전략연구단 사업으로 수행됐다.
연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 Small Structures(IF 8.9)에 7월27일 온라인 게재됐다.
), 일산화탄소(C</div></div>
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[수소신문] 한국재료연구원(KIMS)이 친환경 무연 페로브스카이트 소재를 이용해 1ppm 수준의 암모니아까지 감지할 수 있는 초고감도 가스센서를 개발하고 센서의 새로운 작동 원리를 세계 최초로 규명했다.
송명관 한국재료연구원 에너지·환경재료연구본부 박사 연구팀은 이형우 부산대 교수, 강영호 인천대 교수, 김진철 호주 맥쿼리대 교수 연구팀과 공동으로 납(Pb) 대신 안티모니(Sb)를 적용한 무연 페로브스카이트(FA₃Sb₂Br₉) 기반 암모니아 가스센서를 개발했다.
수소를 저장·운송하는 차세대 수소 운반체(Hydrogen Carrier)로 암모니아가 주목받고 있지만 소량만 누출돼도 인체에 유해해 발전소와 저장시설, 운송설비, 화학공장 등에서 미세 누출을 신속하게 감지하는 고성능 센서가 필수적이다.
기존 페로브스카이트 기반 센서는 높은 감도를 갖췄지만 대부분 납을 포함하고 있어 환경성과 상용화 측면에서 한계가 있었다.
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송명관 재료연구원 책임연구원은 "친환경 무연 페로브스카이트를 이용해 초고감도 암모니아 센서를 구현했을 뿐 아니라 센서의 작동 원리를 원자 수준에서 규명했다는 .에서 의미가 크다"라며 "수소·암모니아 기반 에너지 인프라의 안전관리와 산업현장의 유해가스 모니터링 기술에 폭넓게 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 지원을 받아 재료연구원 기본사업과 한국연구재단 글로벌선도연구센터 사업, 국가과학기술연구회(NST) 글로벌 TOP 전략연구단 사업으로 수행됐다.
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