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폐기물 방출 감축 방안을 위한 리포트

"폐기물 방출 감축 방안을 위한 리포트"에 대한 내용입니다.
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최초등록일 2023.02.15 최종저작일 2022.04
고분자 배기가스 연료전지 전고체 배터리
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폐기물 방출 감축 방안을 위한 리포트
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    소개

    "폐기물 방출 감축 방안을 위한 리포트"에 대한 내용입니다.

    목차

    1. 서 론

    2. 제 1장. 자동차 소재의 경량화
    1) Polycarbonate (PC)
    2) Carbon Fiber Reinforced Plastics (CFRP)
    3) 발포 플라스틱
    4) 전도성 고분자

    3. 제 2장. 전지, 수소차와 전기차의 핵심
    1) 전지의 정의
    2) 고분자 전해질 연료전지
    3) 전고체 배터리

    4. 결 론

    본문내용

    1. 자동차 소재의 경량화

    1.1 Polycarbonate (PC)

    1.1.1 정의
    PC는 탄산염을 중합하여 만든 수지로 오른쪽의 그림 1 같이 Bisphenol A (BPA) 와 phosgene의 반응으로 만들어지며, 무정형의 열가소성 고분자이다.

    1.1.2 특징
    PC는 엔지니어링 플라스틱 중 하나인 열가소성 플라스틱으로 100℃ 이상의 열에도 견디는 특성이 있다. 유리보다 약 250배 이상 강한 충격을 흡수할 수 있다. 엔지니어링 플라스틱 중 유일하게 무색 투명하며 사출성형 (injection molding)을 통해 쉽게 가공이 가능하다.1


    그림 1 PC 중합 반응

    1.1.3 활용방안
    자동차 글레이징은 경량화 부분에 있어서 높은 효율을 얻을 것으로 기대된다. PC를 이용해 만들어진 파노라마 루프는 유리로 만든 것과 비교하여 최대 50% 중량으로 이산화탄소의 배출량을 줄일 수 있다고 예측된다.2

    표 1 유리와 PC의 연료소모량
    위의 표1에 따르면 실제 주행 연비를 측정했을 때 유리 루프는 15.37km/L이고 PC 루프는 19.39km/L이다. 연비가 약 26% 높다.
    열가소성 복합재료는 열경화성 수지와 비교했을 때 재활용 정도가 높기 때문에 구조용 소재로 적합하지만 기계적 물성의 측면에서는 부족하기 때문에 강성 개선이 필요하다. 따라서 PC 분자량에 따른 유리 섬유(glass fiber, GF)/PC 복합재료의 기계적 물성의 결과에 대해 알아볼 것이다.

    참고자료

    · 위키피디아, 폴리카보네이트. (accessed.
    · 윤여성; 오미혜; 김남일; 윤필중; 서금석; 이정철. 자동차용 경량 파노라마루프 소재 및 적용 특성에 관한 연구. 2014; 한국자동차공학회: pp 1119-1120.
    · 김늘새롬; 장영진; 이은수; 권동준; 양성백; 염정현. 유리섬유/폴리카보네이트 복합재료의 기지 분자량에 따른 함침 및 기계적 물성 평가. Composites Research 2021, 34, 1-7. From 누리미디어 DBpia.
    · https://m.blog.naver.com/flex_0815/221627370315-. (accessed.
    · https://www.etnews.com/20180104000145. (accessed.
    · 전도성 플라스틱, 네이버 블로그. (accessed.
    · 전도성 고분자, 한화솔루션. (accessed.
    · 고영진; 윤동기. 친환경 자동차 경량화를 위한 고전압 부품 재질 개선 및 고전압 회로 접지 구조 설계. 2021; 한국자동차공학회: pp 957-966.
    · 김경수. 고에너지 이차전지의 안전성 향상을 위한 고체전해질 및 전고체전지 연구 개발 동향. E²M-전기 전자와 첨단 소재 2017, 30 (7), 20-31.
    · 조원일; 노용우; 고영태. 에너지 / 환경 : 고분자 전해질형 연료전지 스택개발. 화학공학의 이론과 응용 1995, 1 (1), 461-464.
    · (사)한국방위산업진흥회. 국방과 기술. 2022; Vol. 515.
    · 심중표. 연료전지의 시장현황 및 응용과 고분자전해질 연료전지의 원리. 전기의세계 2013, 62, 19-28. From 누리미디어 DBpia.
    · 키요시, 카. 차세대 리튬 이온 전지 전고체 전지 입문; (주)성안당, 2021.

  • 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.

  • 자료후기

      Ai 리뷰
      자동차 배기가스 감축을 위한 고분자 소재와 전지 기술을 상세히 분석하였으며, 이를 통해 연비 향상과 배출량 감소 방안을 제시하였다.

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