윤창민 부교수

자율주행 차량의 LiDAR 센서가 흑색 물체를 인식하지 못하는 기술적 한계를 극복하기 위해 근적외선 반사 특성을 갖는 검은색 소재를 연구하고 있습니다. 더블쉘(Double-shell) 구조의 중공 티타니아 나노입자를 설계하여 가시광선 영역에서는 검은색을 유지하면서 근적외선을 40% 이상 반사하는 소재를 구현했습니다. 이 나노입자 구조는 쉘 두께와 공극률을 정밀 제어함으로써 광학적 흡수-반사 특성을 파장 대역별로 분리할 수 있도록 설계되었습니다. 개발된 소재는 자율주행 도로 표지판, 차선 표면 코팅, 흑색 도료용 근적외선 반사 안료소재 등에 적용되고 있습니다. 자동차 부품 기업 및 젠텍(ZenTech) 등 산업체와 기술이전 및 상용화 공동연구를 수행하고 있으며, 중소벤처기업부 과제를 통해 TRL 6-7 수준의 상용화 검증을 완료했습니다. 관련 등록특허 2건(근적외선 반사 중공 구조체, 티타늄 산화물 라이다 인지형 흑색 나노입자)을 보유하고 있으며, 예산 8백만원에서 3.6억원 규모의 참여 과제를 다수 수행했고, 기술이전 및 상용화 공동연구를 통해 기술료 포함 약 1.3억원 규모의 성과를 거두었습니다.

고출력 에너지 저장 장치에 대한 산업계 수요에 대응하기 위해 배터리 및 커패시터용 나노소재를 연구하고 있습니다. 메조다공성 탄소나노시트에 전도성 고분자인 폴리아닐린(Polyaniline)을 나노 단위로 정밀 코팅하는 기술을 개발하여 전하 수송 효율을 극대화했습니다. 탄소나노시트의 다공 구조와 전도성 고분자 코팅층의 계면을 최적화함으로써 고출력 특성과 사이클 안정성을 동시에 확보할 수 있도록 설계했습니다. 개발된 소재는 리튬이온 커패시터(LIC), 차세대 2차전지 전극재, 전기차 배터리 냉각용 나노첨가제 등에 적용되고 있습니다. 2차전지 소재 재활용과 관련한 산학공동기술개발과제를 수행하며 산업체와의 협력을 지속하고 있습니다. 전도성 고분자가 코팅된 다공성 탄소나노시트 관련 등록특허 1건을 보유하고 있으며, 예산 최대 4.9억원 규모의 리튬이온 커패시터 개발 과제를 다수 수행했고, 전기차 배터리 냉각용 나노첨가제 개발 과제도 진행했습니다.

극초음속 비행체의 추진을 위한 고성능 흡열연료 기술 개발 필요성에 대응하기 위해 고온 열분해 및 항공우주용 소재를 연구하고 있습니다. 나노 촉매를 이용해 항공유의 고온 열분해 반응을 제어하고 흡열 반응을 극대화하는 기술을 개발했습니다. 촉매 표면 구조와 활성점 분포를 조절함으로써 열분해 경로를 선택적으로 유도하고 코킹 생성을 억제하는 방향으로 소재를 설계했습니다. 개발된 기술은 극초음속 비행체의 재생냉각 및 연소 성능 향상, 항공유 코킹 저감 기술 등에 적용되고 있습니다. 국방과학연구소(ADD)와의 협업을 통해 기초 실증을 진행하고 있으며 현재 TRL 3-4 수준입니다. 재생냉각 및 연소 성능 향상을 위한 극초음속 비행체용 고기능성 나노흡열연료 개발 연구 과제를 예산 32.76억원 규모로 수행했으며, 항공유 열분해 특성 평가 및 코킹 저감 기술 개발 과제도 예산 1.197억원 규모로 진행했습니다.