보유기술

기존 건설 프로젝트의 복잡성 증가에도 불구하고 경험에 의존한 생산성 예측은 자원 낭비와 공사 지연을 초래합니다. 본 기술은 BIM(Building Information Model)과 연동하여 건물 정보 모델 및 추가 정보를 기반으로 건설 생산성을 시뮬레이션하는 방법입니다. 건물 정보, 자재 정보, 야적장 수용량 등 다양한 추가 정보를 입력하여 실시간 생산성 변화를 정밀하게 예측하고, 이를 바탕으로 최적의 건설생산계획을 수립하며 단위 시간별 자재 발주를 자동화합니다. 이 기술을 통해 자원 낭비와 재고 문제를 방지하고, 공사 효율성을 극대화하여 건설 프로젝트의 성공적인 완료를 지원합니다.

기존 태양전지는 높은 제조 단가와 설치 비용 문제가 있었습니다. 본 기술은 이를 해결하기 위해 지지체 입자에 무기산화물 쉘과 금 나노입자를 포함하는 하이브리드 나노구조체를 개발했습니다. 금 나노입자의 표면 플라즈몬 공명 효과를 활용하여 태양전지의 광전변환 효율을 획기적으로 높입니다. 또한, 고가의 무기산화물 사용을 줄여 저비용으로 고효율의 태양전지를 제조할 수 있습니다. 이 하이브리드 나노구조체는 염료감응 태양전지의 효율을 높일 뿐만 아니라, 에너지 저장 및 변환 소자, 광학 소자 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다.

기존 유기 태양전지는 제한적인 광흡수 효율과 금속 나노입자 사용 시 발생하는 응집 등의 문제로 성능 향상에 한계가 있었습니다. 본 기술은 레이저 간섭 리소그래피(LIL)를 활용하여 규칙적으로 배열된 2차원 금속 나노구조체를 유기 태양전지 버퍼층 내에 형성합니다. 이를 통해 플라즈모닉 효과를 극대화하고, 광 흡수 대역을 가시광선부터 적외선까지 넓혀 광전류 밀도를 획기적으로 증가시킵니다. 결과적으로 에너지 전환 효율(PCE)을 45% 이상 향상시켜 고효율 유기 태양전지의 상용화를 앞당길 수 있습니다.

비주거 건축물의 에너지 사용량 분석은 고비용 계측 시스템과 부정확한 측정, 기존 건축물의 데이터 부족 문제에 직면해 있습니다. 본 기술은 이러한 한계를 극복하고자 공공기관이 제공하는 월별 에너지 데이터를 활용하여 다중회귀분석으로 비주거 건축물의 연간 및 월간 에너지 용도별 사용량을 추정합니다. 건축물 구조, 설비, 사용패턴, 기후 등 다양한 영향인자를 분석하여 난방, 냉방, 급탕, 환기, 조명 등 세부 용도별 에너지 사용량을 도출합니다. 이 기술은 추가 계측 장비 없이 신뢰성 높은 에너지 정보를 제공하여, 기존 건축물의 에너지 효율 개선 및 온실가스 감축 목표 달성에 크게 기여할 수 있습니다.

매립지 및 유기성 폐기물 처리 시설에서 발생하는 메탄과 악취는 심각한 환경 문제입니다. 기존의 중온성 미생물로는 고온 환경(40~60℃)에서 효율적인 처리가 어려웠습니다. 본 기술은 음식물 폐기물 퇴비를 기반으로 50℃ 고온에서 배양된 '고온성 세균 컨소시움'을 활용합니다. 이 컨소시움은 브레비바실러스 써모루베르 등 특정 고온성 균주들을 포함하며, 메탄과 악취유발 화합물을 동시에 고효율로 분해합니다. 이 혼합 균주 또는 그 배양액을 유효성분으로 하는 조성물을 바이오커버나 바이오필터 시스템에 적용하여, 40~70℃의 고온 환경에서도 메탄과 복합악취를 90% 이상 제거합니다. 이 기술은 고온 매립가스, 유기성 폐기물 발효조, 퇴비화 장치 등 다양한 고온 발생원의 메탄 및 악취 문제 해결에 기여하여 환경 개선 및 악취 규제 대응에 효과적입니다.

건축물의 에너지 사용량 계측 데이터는 결측되거나 비정상적인 값으로 인해 분석을 왜곡할 수 있습니다. 본 기술은 이러한 문제 해결을 위해 개발되었습니다. 표본 건축물에서 수집된 에너지 계측 데이터의 수집율을 연산하고, 기설정된 기준에 따라 오류 여부를 정밀하게 판정합니다. 오류로 판정된 데이터는 직전 또는 직후 데이터를 선형 보간하거나, 이전 시점 데이터를 활용하여 보정합니다. 계측 데이터 종류별 에너지 사용량 변수 및 상수를 설정해 합리적인 기준값 범위를 도출하며, 계측기의 이상 유무까지 판단할 수 있습니다. 이 기술을 통해 건축물 용도별 에너지 사용량 분석의 정확성을 크게 높이고, 결측 및 오류 데이터에도 불구하고 유의미한 분석 데이터를 확보하여 에너지 효율 향상에 기여할 수 있습니다.

기존 페로브스카이트 소재는 높은 효율에도 불구하고 장기 안정성과 발광 효율에 한계가 있었습니다. 본 기술은 준-2 차원 페로브스카이트 단위 셀의 차원을 정밀하게 조절하여 이러한 문제를 해결합니다. 특정한 유기 양이온을 도입하여 필름의 구조적 안정성을 높이고, 광루미네선스 효율을 극대화합니다. 이 기술을 적용한 발광 디바이스는 현재까지 보고된 근적외선 LED 중 최고 수준인 8.8%의 외부 양자 효율과 80 Wsr-1m-2의 복사휘도를 달성했습니다. 또한, 태양 전지에서는 15.3%의 높은 전력 변환 효율을 보이면서 습기 및 열에 대한 장기 안정성을 획기적으로 개선했습니다. 이는 고효율 차세대 광전자 소자 및 안정적인 태양 전지 상용화에 크게 기여할 것입니다.

비주거 건축물의 에너지 관리 시스템(BEMS)은 높은 설치 및 유지보수 비용으로 기존 건물에 적용하기 어려우며, 연료 사용량 계측의 오류 문제도 큽니다. 본 기술은 요금청구서 정보와 최소한의 급탕 에너지 사용량 계측만을 활용하여 비주거 건축물의 에너지 용도별 사용량을 효과적으로 추정합니다. 연간 요금청구서 데이터를 월별로 분석하고 계절별 기준월을 설정함으로써, 난방 및 냉방 에너지 사용량을 정밀하게 산정할 수 있습니다. 이를 통해 고가의 계측 장비 없이도 정확한 에너지 사용 현황을 파악하여 계측 오류를 줄이고 신뢰도를 높여 비용 효율적인 에너지 관리가 가능합니다. 기존 건축물에도 쉽게 적용할 수 있어 에너지 절감 정책 목표 달성에 기여합니다.

매립지에서 발생하는 메탄과 악취는 환경 오염과 경제적 손실을 초래하며, 기존 처리 방식은 넓은 면적에 바이오커버를 설치해야 하여 비용 부담이 컸습니다. 본 기술은 매립지를 차폐막으로 덮어 가스를 집중시킨 후, 개구부에 최소화된 바이오커버를 설치하여 메탄과 악취를 동시에 효과적으로 분해합니다. 가스 포집관을 통해 매립가스를 바이오커버로 모으고, 에어컴프레서로 산소를 공급하여 미생물의 활성을 극대화합니다. 특히 스핑고모나스 속 MD2 균주와 같은 특수 미생물을 활용하여 분해 효율을 높입니다. 이 시스템은 바이오커버 설치 면적을 최대 1/50로 줄여 시공 및 운전 비용을 획기적으로 절감하며, 150일 이상 장기간 90% 이상의 메탄 및 악취 제거 효율을 안정적으로 유지합니다. 매립지 외에도 음식물 처리 시설, 축사 등 다양한 유기성 폐기물 시설에 적용 가능하여 환경 문제 해결과 경제성 확보에 크게 기여할 것입니다.

기존 백금 촉매의 높은 비용과 낮은 내구성, 금속 산화물 촉매의 낮은 전기 전도도 문제가 있습니다. 본 기술은 금속 산화물과 탄소 구조체를 포함하는 하이브리드 중공 복합체를 개발하여 이러한 한계를 극복합니다. 이 복합체는 금속 원소에 의한 셀프 도핑과 쉘 내부의 탄소층을 통해 전기 전도도와 촉매 활성을 극대화합니다. 고분자 코어를 활용한 2단계 하소 공정을 통해 금속 산화물/탄소 전구체 혼합물을 코팅하고 탄화시켜 중공 구조를 형성하며, 이 과정에서 금속 양이온의 환원 상태가 안정화됩니다. 결과적으로 이 중공 복합체는 기존 백금 촉매에 준하는 산소 환원 반응 활성을 나타내며, 높은 전기 전도도, 알칼리 환경에서의 우수한 안정성, 탁월한 메탄올 내성을 제공합니다. 연료전지, 금속-공기 전지, 전자 잉크, 전자 종이 및 디스플레이 디바이스 등 다양한 친환경 에너지 및 전자기기에 적용되어 성능 향상과 상용화를 가속화할 수 있습니다.

염색폐수는 심미적 불쾌감과 유해물질로 수생태계 및 인체에 악영향을 미치며, 기존 물리화학적 처리법은 경제성과 2차 오염 문제가 있습니다. 본 기술은 신규 염료탈색균주 트라메테스 베지컬러 NIBRKDFPFGC000002677을 활용하여 이 문제를 해결합니다. 이 균주는 기존 균주보다 특정 염료에 대해 최대 6배 우수한 탈색능을 보이며, 라카아제 등 다양한 탈색효소를 분비합니다. 적정 온도와 pH 조건에서 이 균주 또는 배양물을 염색폐수에 혼합하면 다양한 종류의 염료를 효과적으로 분해합니다. 이를 통해 염색폐수 처리의 경제성과 환경친화성을 높이고, 2차 오염 없이 효율적인 정화를 가능하게 합니다.

붙박이장 뒤편 벽면에 발생하는 결로와 곰팡이는 가구와 벽지 손상을 유발하며, 기존 방식으로는 관리가 어려웠습니다. 본 기술은 붙박이장 주변의 단열재 내부에 발열부와 열전도부를 설치하여 결로 취약 지점의 온도를 상승시키는 보조 난방 장치입니다. 특히, 측벽과 천정 마감재가 만나는 모서리 부분에 열선을 삽입하여 벽면 온도를 효과적으로 높입니다. 이를 통해 고정된 붙박이장을 움직이지 않고도 결로를 방지하고 곰팡이 발생을 억제하여 쾌적한 주거 환경을 조성할 수 있습니다. 단열재 시공 시 간편하게 설치 가능하며, 장기적인 주거 위생과 가구 보존에 기여합니다.