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Pt/WO3 박막을 이용한 수소가스 검지센서

전문가 제언: ○ 환경오염과 화석에너지 고갈에 대한 우려로 저공해에 대한 관심이 높아지면서 수소에너지에 대한 기대가 높다. 그러나 수소는 대기 중의 농도가 4% 이상이 되면 발화할 수 있기 때문에 수소 제조, 수송, 저장, 이용의 전 과정에서 수소누출을 차단하는 안전시스템 개발이 필수적이다. 이러한 안전시스템 개발의 핵심은 수소 누출을 검출하는 수소센서이다.

○ 수소센서는 그 용도에 따라서 수소 생산공정에서 사용하는 공정용 센서와 미량의 수소 누출을 검출하는 센서가 있다. 그리고 수소 누출을 검출하는 센서에는 누출검지(leak detection) 센서와 일정한 공간의 수소농도에서 작동하는 안전센서로 구분된다. 일반적인 수소 검출센서는 세라믹 센서(접촉 연소식, 열전식), 반도체 소자식 센서, SAW식, 광학식 센서 및 전기화학식 센서 등으로 구분한다.

○ 수소 연료자동차용 안전센서에 대한 미국(DOE) 요구사항은 측정범위( 0.1~10%), 정확도(5% 이내), 온도범위(-30~80)℃, 반응속도(1초 이내), 수명(5년) 등이다. 수소에너지가 상용화될 경우 가장 먼저 형성될 시장이 자동차 부문이 될 것으로 예상된다. 따라서 수소연료 자동차에 사용할 안전센서가 시급히 개발되어야 한다. 이러한 센서의 시장규모는 매우 커서 기술적이나 경제적으로 중요한 개발과제이다. 이 문헌은 Pt/WO3 박막의 광학적？전기적 물성을 이용한 수소가스 센서연구에 대한 것이다.

○ 수소가스 센서에 대한 연구는 수소에너지 저장 및 이용기술과 병행하여 선진국인 미국, 일본, 독일 등에서 많이 연구되고 있다. 미국은 DOE의 지원 하에 NASA 등 여러 연구기관이 참여하고 있다. 일본은 NEDO의 지원 하에 대학교, 연구소 등이 연구를 수행하였다.

○ 국내에서는 KIST가 연구를 하였고, 경북대 센서기술연구소에서 MISFET를 이용한 연구가 보고되었다. 그 외에 수소에너지 사업단, 서울대학, 포항공대, 서울시립대학 등에서 연구를 수행하였다. 향후 국내에서는 다양한 센서기술을 적극적으로 연구하고, 상용화가 가능한 기술은 조기에 시장에 진입할 수 있도록 정부가 지원하는 것이 필요하다.

저자: Keishi NISHIO, Yuki YAMAGUCHI
자료유형: 니즈학술정보