자동차 속 고분자-배기가스 방출 감축을 위한 방안

문서 내 토픽

• 1. 폴리카보네이트(PC)

  PC는 탄산염을 중합하여 만든 수지로 엔지니어링 플라스틱 중 하나이다. PC는 열에 강하고 충격 흡수력이 크며 무색 투명하여 사출성형이 가능하다. PC를 이용한 자동차 글레이징은 유리 대비 최대 50% 중량 감소가 가능하여 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있다. 또한 PC 분자량에 따른 유리섬유/PC 복합재료의 기계적 물성 평가 결과, 분자량 20,000일 때 최고의 물성을 나타냈다.

• 2. 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)

  CFRP는 탄소섬유를 보강재로 사용한 복합재료로, 가볍고 튼튼하며 치수 안정성, 내마모성 등이 뛰어나다. CFRP는 주로 항공, 우주, 자동차 등 다양한 분야에서 사용되며, 특히 자동차 차체 제조에 활용되고 있다. 대표적인 예로 BMW의 카본 코어 기술과 현대자동차 월드랠리팀의 i20 WRC 랠리카가 있다.

• 3. 발포 플라스틱

  발포 플라스틱은 플라스틱에 발포제를 첨가하여 가열, 성형 공정을 거쳐 다공질 형상으로 만든 것이다. 저중량에서 강성이 좋아 외력에 강하며, 단열 및 방음 특성이 뛰어나 자동차 엔진 흡음재, 도어패널, 헤드라이너 등에 사용된다.

• 4. 전도성 고분자

  전도성 고분자는 분자 내에서 전자가 이동할 수 있어 전기가 통하는 고분자이다. 전도성 고분자는 전자파 차단이 가능하고 가볍고 저렴하며 대량 생산이 가능하다. 전기차의 고전압 정션 블록에 전도성 고분자 소재를 사용하면 전자파 차폐 성능과 경량화가 가능하다.

• 5. 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)

  PEMFC는 전해질로 수소 이온 교환 특성을 갖는 고분자를 사용한 연료전지이다. PEMFC는 부식성이 강한 액상 전해질이 불필요하고 상온에서 100도 이하의 낮은 온도에서 작동할 수 있어 응용 범위가 넓다. 하지만 백금 촉매 사용, 수소 정제 공정 필요, 가격 경쟁력 확보 등의 과제가 있다.

• 6. 전고체 배터리

  전고체 배터리는 배터리의 주요 성분이 모두 고체로 이루어진 것으로, 액체 전해질을 고체 전해질로 대체하여 안전성, 수명, 성능 등을 개선할 수 있다. 황화물계 및 산화물계 고체 전해질을 이용한 전고체 배터리 개발이 진행 중이며, 계면 특성 개선과 대량 생산 기술 확보가 과제로 남아있다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 폴리카보네이트(PC)

  폴리카보네이트(PC)는 내충격성, 내열성, 투명성 등의 우수한 물성으로 인해 다양한 산업 분야에서 널리 사용되는 고분자 재료입니다. PC는 자동차, 전자기기, 건축 자재 등에 적용되며, 특히 투명성이 요구되는 부품에 많이 사용됩니다. 최근에는 PC의 내열성 향상, 재활용성 개선 등 지속가능성 측면에서의 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 또한 PC의 내충격성을 활용한 안전 부품 개발도 주목받고 있습니다. 향후 PC는 기존 응용 분야에서의 활용도가 높아질 것으로 예상되며, 새로운 기능성 고분자 재료로서의 역할도 기대됩니다.

• 2. 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)

  탄소섬유강화플라스틱(CFRP)은 경량성, 고강도, 내식성 등의 우수한 물성으로 인해 항공, 자동차, 스포츠 용품 등 다양한 분야에서 주목받고 있는 첨단 복합재료입니다. CFRP는 탄소섬유와 고분자 수지를 복합화하여 제조되며, 최근에는 제조 공정 및 재활용 기술 개선을 통해 생산성과 경제성이 향상되고 있습니다. 향후 CFRP는 기존 금속 소재를 대체하여 경량화와 에너지 효율 향상에 기여할 것으로 기대됩니다. 또한 CFRP의 우수한 기계적 특성을 활용한 구조 부품 개발과 더불어 전기전자, 의료 등 새로운 응용 분야로의 확대도 주목할 만합니다.

• 3. 발포 플라스틱

  발포 플라스틱은 경량성, 단열성, 흡음성 등의 장점으로 인해 건축, 가전, 포장 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 최근에는 발포 플라스틱의 재활용성 향상, 친환경성 개선을 위한 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 발포 폴리스티렌(EPS)과 같은 전통적인 발포 플라스틱 외에도 발포 폴리우레탄(PUR), 발포 폴리프로필렌(PP) 등 다양한 종류의 발포 플라스틱이 개발되고 있습니다. 향후 발포 플라스틱은 단열 및 흡음 성능 향상, 재활용성 제고, 생분해성 향상 등을 통해 지속가능한 소재로 자리잡을 것으로 기대됩니다. 또한 발포 플라스틱의 기능성 확장을 통해 새로운 응용 분야로의 진출도 기대할 수 있습니다.

• 4. 전도성 고분자

  전도성 고분자는 금속과 유사한 전기적 특성을 가지면서도 가벼운 무게, 유연성, 내식성 등의 장점을 지니고 있어 차세대 전자 소재로 주목받고 있습니다. 대표적인 전도성 고분자로는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 등이 있으며, 이들은 전자 디스플레이, 에너지 저장 소자, 센서, 전자 피부 등 다양한 분야에 응용되고 있습니다. 최근에는 전도성 고분자의 전기적 특성 향상, 내구성 개선, 대량 생산 기술 개발 등을 통해 실용화가 가속화되고 있습니다. 향후 전도성 고분자는 기존 금속 및 무기 전자 소재를 대체하여 경량화, 유연성, 저비용 등의 장점을 발휘할 것으로 기대됩니다. 또한 전도성 고분자의 기능성 확장을 통해 새로운 응용 분야로의 진출도 기대할 수 있습니다.

• 5. 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)

  고분자 전해질 연료전지(PEMFC)는 수소와 산소를 반응시켜 전기를 생산하는 친환경 에너지 변환 장치입니다. PEMFC는 높은 에너지 밀도, 빠른 시동, 저소음 등의 장점으로 인해 자동차, 가정용 발전, 휴대용 전자기기 등 다양한 분야에서 주목받고 있습니다. 최근에는 PEMFC의 내구성 향상, 제조 비용 절감, 효율 개선 등을 위한 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 향후 PEMFC 기술의 발전과 함께 수소 경제 활성화가 이루어진다면, PEMFC는 화석 연료를 대체하는 친환경 에너지원으로 자리잡을 것으로 기대됩니다. 또한 PEMFC의 응용 분야가 확대되면서 관련 소재, 부품, 시스템 기술의 발전도 기대할 수 있습니다.

• 6. 전고체 배터리

  전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리의 액체 전해질을 고체 전해질로 대체한 차세대 에너지 저장 장치입니다. 전고체 배터리는 높은 에너지 밀도, 우수한 안전성, 긴 수명 등의 장점을 가지고 있어 전기차, 에너지 저장 시스템, 전자기기 등 다양한 분야에 적용될 것으로 기대됩니다. 최근에는 고체 전해질 소재 개발, 제조 공정 혁신, 배터리 시스템 설계 등 전고체 배터리 기술 향상을 위한 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 향후 전고체 배터리 기술이 성숙되면 기존 리튬이온 배터리를 대체하여 전기차 보급 확대, 대규모 에너지 저장 시스템 구축 등에 기여할 것으로 기대됩니다. 또한 전고체 배터리의 안전성과 신뢰성 향상을 통해 다양한 응용 분야로의 확대도 기대할 수 있습니다.