압전기를 이용한 초소형 교류 발전기 제작
조지아 공대(Georgia Institute of Technology, GIT)의 연구자들이 주기적으로 연신-수축할 수 있는 산화아연 와이어의 압전 특성을 이용하여 교류전류를 발생할 수 있는 초소형의 “유연한 전하 펌프”를 개발하였다.
소형 발전기 제작
조지아 공대(GIT)의 나노구조 특성연구센터(Center for Nanostructure Characterization) 소장인 Zhong Lin Wang 재료과학 교수는 “이 유연한 전하 펌프는 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 또 하나의 방법을 제공한다.”라고 말한다.
그는 또한 “이 유연한 전하 펌프는 의료 센싱 장치, 환경 모니터링 장치, 방위 기술, 개인전자제품 등에 전원을 공급하기 위하여 우리 연구팀이 개발한 초소형 발전기들 중의 하나다.”라며 이 펌프의 중요성을 강조하였다.
Wang 교수는 이 새로운 발전기로 산화아연 와이어에 직접 가해진 기계 에너지의 약 7퍼센트를 전류로 변환함으로써 최대 45밀리볼트의 발전 전압을 생성할 수 있다고 주장하였다.
새로운 방법으로 핵심 문제 해결
조지아 공대(GIT)의 웹사이트에 따르면, Wang 연구팀이 개발한 기존의 나노와이어 나노발전기나 마이크로 파이버 나노발전기는 ‘수직성장한 산화아연 나노와이어와 전극 사이의 간헐적 접촉이나 또는 나노와이어로 덮힌 섬유의 기계적 마찰’에 의존하였다. 이러한 장치들은 구성하기도 어렵고, 기계적 접촉이 마모를 일으키기 때문에 장치의 내구성을 제약하였다. 또한 산화아연은 물에 용해되기 때문에 수분으로부터 보호될 필요도 있었다.
이 새로운 유연한 전하 펌프 디자인은 기존 발전기들이 가지고 있는 문제점들을 해결하고 있다고 Wang 교수는 말한다. 또한 이 새로운 발전기는 산화아연 와이어가 기계적으로 연신-수축하는 동안 이 산화아연 와이어의 압전 특성에 의하여 압전 전위를 생성한다고 덧붙였다. Wang 교수는 조지아 공대(GIT)의 웹사이트에 “쇼트키 장벽(Schottky barrier)”이 전자의 교류 흐름을 제어하며, 압전 전위는 전하 펌프의 구동력이 된다고 설명하였다.
Wang은“전자들은 AC 전류처럼 흘러들어오고 흘러나간다. 전자의 교류 흐름이 전력 출력 공정이다.”라고 말한다.
이 새로 개발된 발전기는 작게 제작되었으나 나노스케일의 구조는 아니다. Wang 교수는 제작의 용이성을 위하여 직경 3~5㎛, 길이 200~300㎛의 산화아연 와이어로 이 새로운 발전기를 제작하였다. 하지만 기본 압전 발전기의 원리들이 “나노스케일에 적용될 수 있다”고 Wang 교수는 말한다.
조지아 공대(GIT) 연구 팀은 약 600℃에서 물리적 증착 방법(physical vapor deposition)으로 와이어를 성장한다. 성장된 와이어는 광학현미경을 사용하여 폴리이미드(polyimide) 필름에 접합되고, 전극으로 사용하기 위하여 실버 페이스트가 와이어의 양단에 코팅된다. 그런 후 와이어와 전극은 폴리이미드로 싸여져 마모와 환경적 열화로부터 보호된다.
압전 발전기의 효과
연구자들은 생성되는 전기 에너지를 측정하기 위하여 기판 및 부착된 산화아연 와이어를 모터로 구동되는 기계 팔(mechanical arm)에 의하여 생성되는 주기적인 기계적 굽힘(mechanical bending) 시험을 실시하였다. 이 굽힘 운동은 인장변형(tensile strain)을 유발하여 와이어를 따라 압전 전위 장(piezoelectric potential field)을 생성한다.
Wang 교수는 조지아 공대(GIT) 웹사이트에 “이어서 전자의 흐름이 외부 회로에 전달되어 교류 충·방전 사이클 및 상응하는 전류를 생성한다”고 설명한다. 그는 또한 그의 팀은 변형속도(strain rate)를 증가·감소함으로써 전압 및 전류의 출력 크기를 제어한다고 부연하여 설명한다.
Wang 교수의 연구팀원들은 측정된 전류가 압전 발전기에 의하여 생성되었음을 증명하기 위하여 동일한 실험 조건에서 다결정 산화아연으로 코팅된 탄소섬유와 케블라(Kevlar) 섬유를 연신시키는 실험을 반복 시행 하였다.
Wang 교수는 이 일련의 소형 발전기들을 이용하면 새로운 종류의 자가발전 무선 센싱 시스템의 개발이 가능하며, 이 장치들은 외부 전원 없이 정보를 수집, 저장하고 데이터를 전송할 수 있을 것이라고 말한다.
Wang 교수는 마지막으로 “자가발전 나노기술은 새로운 산업의 기초가 될 것이며 이 자가발전 나노기술이 독립적 시스템을 구성하기위한 유일한 방법이 될 것이다.”고 주장한다. GTB

사용자의 음성으로 충전하는 휴대폰, PDA 외
휴대폰이 목소리로 충전이 가능할까? 배터리 없이 작동하는 약물전달을 위해 사용되는 마이크로캡슐을 배터리 없이 작동시킬 수 있을까? 군사장비 전원은 군인의 걸음걸이나 움직임으로 충전될수 있을까? Texas M&A의 연구팀은 최근 강유전 물질을 특정크기를 지닌 나노사이즈 소자로 제작할 경우 해당물질의 강유전 특성이 두 배 이상 향상되는 현상을 발견했다. Texas M&A의 이번 발견은 앞서 언급한 다양한 자가발전시스템이 장착된 디바이스의 실용화를 한걸음 앞당기는데 큰 역할을 할 것으로 보인다. 본 연구의 책임자로서 University of Houston의 연구진들과의 공동연구를 통해 본 현상을 발견한 나노테크놀로지 분야의 전문가인 Tahir Cagin에 따르면 강유전물질의 크기가 21nm정도가 될 경우에만 강유전특성이 급격히 향상되며 20nm 23nm의 크기를 가진 강유전 물질의 경우 이러한 특성이 나타나지 않는다고 한다.
오래된 기술에서 태동한 새로운 발견
충전, 교체 없이 스스로 전력을 생산해 낼 수 있는 자가발전 시스템 분야의 개척자인 Cagin은 미국물리학회에서 발행하는 Physical Review B에 기고한 논문을 통해 나노사이즈 강유전 물질의 강유전 특성향상에 대한 자세한 사항을 세상에 알렸다. Cagin이 발견한 새로운 현상은 휴대폰, 전자시계, 라이터, 그리고 나이트 클럽의 댄스 스테이지등 (댄스 스테이지 바닥에 강유전 물질로 이루어진 패드를 설치하면 사람들이 춤을 추면서 바닥에 가해지는 진동을 전력으로 변환하여 사용할 수 있다.)에 적용되고 있는 강유전 물질의 활용범위를 매우 광범위하게 넓힐 수 있을 것으로 보인다. 다양한 자가발전 시스템 분야 중 Cagin이 초점을 맞추고 있는 분야는 앞서 언급했듯이 강유전 물질을 이용한 전력생산 시스템이다. “모든 재료들은 그 크기가 나노사이즈로 작아질 경우 이전에는 보이지 않던 물리적 특성을 가지게 됩니다.” Foresight Nanotech Instute에서 수여하는 파인만 상의 수상자는 이야기 했다.
나노사이즈의 자가 전력공급시스템
나노사이즈의 강유전체가 보이는 우수한 강유전 특성을 통해 미세한 움직임이나 진동도 전력으로 변환시킬 수 있는 자가발전 소자 제작의 가능성을 열어준 Cagin의 새로운 발견은 각종 소음, 진동 등의 버려지는 에너지를 다양한 응용제품의 전력원으로 활용할 수 있는 자가발전 시스템의 실용화를 가능케 해줄 것으로 보인다. 이러한 자가발전 시스템은 특정신체 부위에 약물을 투여할 수 있는 마이크로 캡슐의 전력원에서부터 사용자의 음성을 전력원으로 하는 휴대폰, MP3 Player, 그밖의 다양한 저전력 응용기기에 이르는 매우 다양한 가전제품의 에너지 공급시스템으로 사용될 수 있을 것으로 보인다. “고감도의 강유전 자가전력 시스템은 음향뿐 아니라 Gas, 및 유체의 흐름 또한 전력으로 변환 각종 소형기기에 전력을 공급하는 역할을 할 수 있습니다.” Cagin은 이야기 했다. ACB

컨소시엄이 두 에너지 기술 이전에 대해 PNNL에 영예를 주다.
기술이전에 대해 미국 정부 실험실의 지원을 받고 있는 조직된 그룹을 2가지 청정에너지 기술을 상업적인 부문으로 이전하기위해 에너지 북서 태평양 국가 연구소로 인정할 예정이다.
25해를 맞는 정부연구소 컨소시엄은 자연환경에서 자연온도차로 전기를 생산하거나 고체 산화 연료전지를 사용하여 보조 전원장치를 사용하는 것을 개발하거나 팔 수 있는 장치를 PNNL과 협력하여 선발할 것이다.
첫 번째 기술이전 프로젝트는 장치의 양끝 온도가 다를때 언제든지 전기를 생산할 수 있는 열전기 환경 에너지 수확기를 필요로 한다. 결정적인 특징은 센서가 댐이나 파이프라인 같이 멀리 떨어진 곳에서 에너지 수확기는 무선 배터리 센서나 라디오 주파수 송신기를 대신 한다. PNNL의 기술은 오리건대학의 대학원생들이 수확기를 위해 비즈니스 계획과 시장 전략과 학생들 중 한사람이 상업화된 기술 Perpetua Power Source Technologies를 설립했을 때 궁지에 처했었다.
오리건 주, Corvallis 회사는 산업적 자동화와 군사적이나 다른 곳의 이용을 위한 ‘전원 퍽(Power Puck)’ 을 판다.
두 번째 이행되어진 기술이전 프로젝트는 고체산화물연료전지를 수반한다. PNNL은 낮은 가격의 연료전지 기술은 Delphi 주식회사와 함께 달성한 SOFCs에 대한 첨단 실험실이다. 그 회사는 SOFCs를 트럭 운전자들이 시동이 꺼져 있을 때, 라디오나 에어컨을 사용할 수 있는 운송관련 응용장치를 위한 보조 전원 장치를 사용할 수 있다. 미래에는 전원장치들이 열이나 청정 석탄 발전소들도 같이 사용할 수 있을 것이다. PNNL은 이런 기술 발전이 전원 발생 효율을 향성 시킬 수 있는 중요한 역할을 할 것으로 기대한다.
1986년부터 기술 촉진과 증강에 힘쓴 연방 기술 이전의 기관인 FLC는 국가전체로 이전하고 있다. 오늘날 250개 이상의 연방 실험실과 센터들의 특허부서와 기관들은 FLC의 일원이다. 상금등은 노스캐롤라인주의 샬롯에서 열리는 5월 컨소시엄 기념 모임에서 수여될 예정이다. ACB

제일 작은 냉장고
RTI 국제 고체 상태 에너지론 센터 선임연구원인 과학자 Rama Venkatasubramanian은 열전전원에 대해 특정 위치 구축과 냉각을 위해 큰 냉각기를 사용하는 여러 가지 반도체 장비의 냉각 능력에 대해 그의 팀은 2월자 네이처 나노 기술에 논문을 발표하였다.
Venkatasubramanian 팀의 열전 장비는, 특히 열전냉각의 통합적 부분은 실리콘 칩의 특정 부분에서 15도 이상의 온도를 냉각시킬 수 있는 나노구조 박막 초구조로 만들어진 나노구조 열전재료의 개발로 향상되었기 때문에 가능할 수 있었다. Venkatasubramanian 팀은 이 기술의 개발로 지금까지 칩크기의 냉각 기술의 열적 한계를 뛰어넘을 수 있을 것이라고 낙관하였다. ACB

예일, 큰 금속 유리 몰드로 나노물질을 뽑아내다.
예일 연구원들은 그들이 만든 비정질 금속인 a. k. a 금속성 유리를 나노 크기의 몰드로 만들어 미래의 나노크기 장치를 말 그대로 뽑아냈다. BMG(Bulk metallic Glass)와 함께 낸 그들의 성과는 거대 나노 합성방법에 새장을 열었고 그와 동시에 고집적 컴퓨터 칩과 빠른 마이크로프로세서, 감도 높은 생체센서 등이 가능해졌다.
나노몰드 만들기
연구는 예일대 기계공학과 교수인 Jan Schroer에 의해 주도되었다. 2월12일자 네이처지에서 발표한 이 연구에서 나노기술제조의 성공과 확산은 강하고 내구성 있는 몰드의 존재에 달렸다고 Schroers교수는 말했다. 먼저 그의 팀은 최근 BMG를 새로 만들어냈지만 이 몰드는 존재하지 않았다. 그 대신, 나노제조기술은 몰드제작의 한계를 가지는 실리콘이나 금속 몰드에 달려있다.
Schroers 교수는 예를 들어 실리콘 몰드는 비교적 세밀한 부분까지 가능하지만 100번도 사용하지 못하고 망가지기 쉽다. 반면 금속몰드는 오래가지만 금속표면에서 나노크기의 각인(imprinting)이 금속 결정구조의 입자로 인해 극히 제한된다.
그러나 실리콘과 금속의 단점 때문에 BMG가 성공하였다. BMG는 빨리 식으며 결정구조를 형성하지 않고, 금속과 같은 똑같은 입자 문제를 가지고 있지 않았다.
“BMG는 고체처럼 보이지만 원자수준에서 구조 없이 매우 천천히 흐르는 액체와 같아 매우 세밀한 몰딩에 딱 맞다.”라고 Schroers교수가 최근 인터넷판 Yale Bulletin에서 얘기하였다.
강도를 위해 BMG는 일반적인 사용온도에서 플라스틱의 유연성을 가지고 있으나 단단하고 금속이나 철보다 더 탄성력을 가지고 있다. 이러한 특성 때문에 BMG는 100만 번 이상 모양을 만들 수 있는 물질이며 DVD를 만드는데 사용할 수 있는 고분자라고 Schroers교수는 MIT의 Technology Review에서 말했다. 그는 이런 특성을 개발함으로써 예일 팀이 BMG몰드를 예전부터 사용한 식각기술을 사용하지 않고 직접 패턴 몰딩 표면을 여러 번 반복하여 사용할 수 있게 되었다고 말했다.
이러한 과정은 3차원 미립자, 족집게, 톱니바퀴, 외과용 메스 등을 성공적으로 만들 수 있다고 그는 전한다.
도전을 넘어서
Schroers팀은 물질 BMG몰드에서 떨어질 때 손상되지 않아야 한다는 문제점에 직면했다.
“액체 금속의 표면은 몰드와 높은 표면 장력과 모세관 현상을 보인다.”고 그는 발표했다.
이 문제는 Schroers팀의 박사후과정의 Golden Kumar에 의해 해결됐다. Kumar는 “BMG몰드의 조성을 바꿈으로써 물질들이 몰드와 유리한 상호작용을 이용하여 원자들의 표면을 만들어 몰드와 제작물을 분리해냈다.”고  Yale Bulletin에 발표하였다.
Schroers교수에 의하면 이 해결책은 13nm의 미세한 나노패턴이 가능하다. 그는 미래에는 더 정교하고 여러 번 사용할 수 있을 것이라고 믿는다. Technology Review 기사에 의하면 이론적으로 크기의 한계는 한 개의 원자크기라고 한다.
그 다음은?
예일팀은 지금 정교하게 만드는 것에 초점을 맞추는 것이 효과적이다. 그것을 하고나면 그들은 금속 유리의 표면을 조절하는 것과 탄소나노튜브 본을 1~2nm크기로 만드는 것을 더 연구해야한다고 Schroers교수는 말했다. ACB

나노중간체로 돈이 몰린다.
당신이 나노물질로 돈을 벌길 원한다면 코팅, 메모리칩, 촉매나 배터리에 투자를 하는 것이 좋다고 Lux리서치에서 새로 발표하였다.
“나노물질에대한 진정한 기회가 명백하게 될 것이다.”라고 나노물질 정보회사 사장이자 수석 애널리스트인 Jurron Bradley는 얘기했다. “우리가 발견한 핵심 산업에 나노기술의 승자는 나노중간체에 중점을 두는 것이다. 사실은 기타 나노제품은 단지 점진적 이익만 주고 있다.”
보고서의 하이라이트
보고서는 1000명의 기술개발자와 인터뷰한 내용을 기초로 하였다. 하이라이트들을 보면 2007년 나노중간체 생성물은 나노물질과 기타나노제품의 2배에 해당하는 순이익 마진 9%를 남겼고 2015년까지 15%까지 성장할 것으로 예상한다.
2008년 나노기술펀드는 182억 달러에 도달했다. 정부지출에서 전체의 84억 달러를 차지하였고, 기업자금은 86억 달러, 12억 달러는 벤처자본가들로부터 투자를 받았다.
미국, 일본, 독일, 대한민국은 국제적인 나노기술활동을 하고 있고 러시아와 중국도 증가세이다. 나노기술 에너지와 환경부문은 달아올랐다. 2008년 정부는 모든 나노기술에 29%를 투자하였고, 13%는 기업에서 41%는 벤처자본가들이 투자하였다.
얼마나 에너지와 환경이 과열되었나?
그러나 Lux에 따르면 에너지와 환경부문 결과에서 간신히 전체 신흥 나노기술 수익과 맞아떨어진다. 이 보고서에서 2007년 겨우 전체 수익 6억8천7백만 달러에서 0.6%만 차지하고 2015년 전체 프로젝트 수익인 570억 달러에서 2%정도 차지할 것으로 예상한다.
Bradley는 이 부문에서 활동 ‘불균형’잠재적인 이익이 있을 것으로 믿고 있다. “여전히 이것들의 응용이 기타 나노제품들의 수익의 작은 비중을 차지하고 있다. 배터리나 축전지, 태양전지와 같이 에너지 기본의 나노중간체는 여전히 해볼 만하다.”고 그는 말했다. 구매 가능한 102쪽 분량의 ‘Nanomaterials State of Market Q1 2009:Cleantech’s Dollar Investments, Penny Returns’는 나노기술품에 대한 우주항공, 자동차, 건설, 전기, 에너지와 환경, 의약, 기름과 가스시장의 이윤 예상을 포함하고 있다. 일경산업
실리카입자가 충치를 없애다.
클락슨대학의 신소재 연구소의 연구원들이 치아가 충치에 잘 견딜 수 있는 방법을 발견했다.
그 기술은 반도체산업에서 실리카 나노입자 현탁액을 이용하여 치아를 닦아내는 방법으로 화학적 평탄화 방법인 폴리싱과정에서 비롯된 것이다. 이것은 표면의 거칠기를 수nm로 줄여주고, 치아를 부드럽고 매끄럽게 해주며, 썩은 박테리아 치아에 붙지 못하게 한다고 연구진들이 말했다.
기술 개발자이자 Clarkson 나노공학 바이오테크놀로지 연구소 소장인 Igor Sokolov과 대학원생 Ravi M. Gaikawad는 연구 결과로 새로운 치약을 선보일 것이다.
기존 실리카입자는 이를 닦는데 이용하고 있음에도 불구하고 나노입자를 치약에 사용하는 것은 처음이라고 그들은 말했다. ACB

세계 최초 ! 저온에서 팽창하는 나노 자성 입자
필자 등은 평균 직경 5mm의 산화물(CuO)나노입자의 열팽창률을 상세하게 해석하여 반강자성(反强磁性)전이온도(약 210K)보다도 저온(175K 이하)에서 열팽창률이 큰 마이너스 값(-1.1×10-4℃)가 된다는 것을 발견했다.
상세 : 보통 물질은 열을 가해서 온도가 높아지면 팽창하고, 반대로 온도가 낮아지면 수축한다. 그러나 온도가 변화해도 열팽창이 거의 일어나지 않는 물질도 있다. 철-니켈 등의 합금에서는 이러한 제로 열팽창이 1896년에 스위스의 과학자 샤를르 에드워드 기욤 : Charles Edouard Guillaume에 의해 발견되어 (1920년에 노벨상 수상), 열에 의해 팽창이 없다는 것은 아주 사소한 오차도 허용하지 않는 정밀 기기 등에서 상당히 유용하여 널리 응용되고 있다.
또 최근 온도가 낮아지면 반대로 팽창하는 물질도 발견되었는데, 세라믹의 일종인 텅스텐지르코늄(ZrW2O3)으로 -2.6×10-5℃ 「1℃식히면 10만 분의 2.6체적이 부풀면 언뜻 보기에 상당히 작게 보이지만 열팽창에 있어서는 극적으로 거대하다」고 하는 기록적인 마이너스 팽창률을 달성했다(최고 과학지 Science, 272, 90~92(1996).에 보고). 마이너스 팽창률 재료를 보통의 재료에 섞음으로써 열팽창을 자유자재로 제어할 수 있으므로 많은 주목을 받았다.
지금까지의 열팽창에 대한 연구는 큰 물체로 이루어져 왔는데, 이번에 필자들은 약 5나노미터의 산화구리(CuO)나노 입자에 있어, CuO의 자기전이온도보다 저온(175K 이하)에서 열팽창률이 큰 마이너스 값(-1.1×10-4℃)을 얻는다는 것을 발견했다. 이 값은 텅스텐지르코늄의 세계기록의 4배에 해당한다. 자성체인 나노입자의 마이너스 열팽창의 현상은 지금까지 전혀 알려지지 않아 원리적으로 주목받고 있다. 나노머신 등 나노사이즈의 정밀기계를 실현하기 위해서는 나노재료의 열팽창률의 연구를 하는 것이 앞으로 중요해지리라.
앞으로의 전망 : CuO가 마이너스의 열팽창률을 가진 온도는 175K이하로 저온이지만, 앞으로 더 연구를 거듭하여 자성 나노입자에 있어 마이너스 열팽창률의 현상 기구가 해명되어 고온에서도 마이너스 열팽창률을 가진 나노 재료가 개발되리라 기대한다.
또 이번 발견의 학술과 응용 상의 의의는 열팽창에 그치지 않는다. 한 가지 의의는 나노입자에서의 자기와 마이너스 열팽창과의 상관을 나타냈다는 점에 있다. 대부부의 첨단기능재료 「예를 들면 고온 초전도선 재료, 거대 자기저항재료, 및 최근 급속하게 주목을 받고 있는 멀티 페로이크 재료」는 자기와 관계를 갖는다. 이번 발견이 이러한 분야에 파급효과를 미쳐서 지금까지 없었던 새로운 멀티 기능 나노 소자의 개발로 이어질 가능성이 있다. 또 한 가지 의의는 온도와 압력으로 나노 입자의 자기적 전기적 특성을 제어할 수 있는 가능성과 연결된다는 점이다. 지금까지 상상할 수 없었던 새로운 기능, 즉 온도와 압력으로 동작하는 나노 스케일의 스위치와 센서 등을 개발할 가능성도 생겼다. CJ

나노물질 리스크 관리의 동향
유럽의 화학물질 규제 REACH에서 볼 수 있듯이 화학물질의 위험성을 지금까지의 해저드(물질고유의 유해성)가 아니라 리스크(물질의 유해성 + 폭로 가능성의 조합)로 관리하려는 움직임은 세계적인 트랜드가 되고 있는데 비슷한 논의는 나노 물질 분야에서도 활발하게  이루어지고 있다.
예를 들면 살균·항균기능을 부가하기 위해서 이미 여러 가지 상품에 이용되고 있는 나노 은. 은 자체는 흔한 물질로 그 물리적·화학적 특성도 충분히 알려져 있으나 은이 나노 사이즈가 되었을 때의 특성이나 인체에 대한 영향에 대해서는 불투명한 부분이 많다. 벌크(덩어리)일 때와 나노사이즈가 되었을 때의 특성이 바뀔 가능성이 있는 이상 나노 물질로서의 해저드 평가가 필요하게 되어 각국에서 연구에 들어가기 시작했다.
폭로에 관한 연구도 아직 시작된 단계라고 말할 수 있다. 나노물질 함유 제품을 사용하는 소비자요 그 제품을 만드는 공장의 종업원은 폭로 리스크에 큰 차이가 있고, 같은 카본나노튜브(CTN)이라도 리튬이온전지에 사용된 경우와 스포츠 용품에 사용된 경우와는 체내 섭취 리스크가 다르다. 그러나 그것을 엄밀하게 검증하기는 상당히 어려운데, 게다가 경구(經口), 흡인, 피부접촉 등 체내 섭취 경로의 차이에 따른 영향차 평가도 앞으로의 과제, 나노물질 리스크 관리를 위한 데이터와 견해는 압도적으로 부족한 상태이다.
부족을 메울 수단으로서 EPA(미국 환경보호국)이 채용한 것이 나노 물질의 물리적 . 화학적 특성과 독성 정보, 폭로 시나리오 등을 메이커로부터 제공받는 방법이다. 이것은 NMSP(나노스케일·매터리얼 스튜워드쉽 프로그램)으로서 2008년에 실시되었는데, 20개나 넘는 기업으로부터 100개 이상의 나노 물질에 대한 정보제공이 이루어졌다.
EPA에 의한 최근의 대처 가운데 또 한 가지 포인트는 은이나 산화티탄처럼 벌크 상태에서의 물성을 충분히 알고 있는 물질은 그것이 나노사이즈일 경우에도 원칙 「기존물질」로서 다루고, CNT처럼 지금까지 존재하지 않았던 것은 「신규물질」로 위치시켜서 나노물질을 현행 화학물질 규제의 틀에서 관리하고자 하고 있다는 점이다. 예를 들면 「나노물질 규제법」처럼 나노물질만을 대상으로 포괄적인 법률을 만들려고 해도 견해나 데이터가 부족한 현실에서는 불가능에 가깝다. 우선은 기존의 법규제에 나노물질을 끼워 넣는 것이 현실적인 생각이라고 할 수 있을 것이다.
일본에서는 작년 말 화심법(化審法) 재검토에 관한 보고서에서 나노물질 취급이 「앞으로의 과제」로서 언급되었다. 유럽에서는 REACH 등 현행 법규로 나노 물질을 어떻게 취급할 것인가의 검토가 시작되었다. 나노 물질의 리스크를 법적으로 어떻게 관리해 나갈 것인가 하는 논의가 앞으로 점점 더 활발해질 것은 틀림없는 듯하다. CJ

새 원리에 의한 형상기억 압전소자의 개발에 성공
-광 특성과 전기특성의 신규 메모리 기능으로도 전개-
東京大學 新領域創成科學硏究科 森田剛 准 교수의 연구팀은 새로운 원리에 기초하여 형상기억 압전소자를 개발했다. 압전소자는 전기에너지를 힘이나 진동 등의 기계 에너지로 변환하고 반대로 기계 에너지를 전기에너지로도 변환할 수 있는 기능성 재료로, 의료 초음파 진단장치를 비롯하여 소형 경량 압전 트랜스나 잉크젯 프린터 헤드, 흔들림 방지용 각도 자이로센서 등에 사용되고 있다. 이번 연구는 이러한 압전효과에 형상기억이라는 새로운 기능을 부가한 것이다. 
최근 반도체 트랜지스터에서는 제어 곤란한 고주파 신호의 스위치용으로 압전 MEMS 스위치가 개발되었다. 그러나 압전을 가해서 압전소자를 변형시켜 스위치의 온 오프를 바꿀 경우, 전압을 상시 계속 가해야 하는 필요가 있었다. 이에 대해 개발한 형상기억 압전소자의 경우는 펄스 전압을 가하면 형상이 변화하고, 그 후에는 전압을 가하지 않아도 그 형상을 계속 유지할 수 있다.
종래는 압전소자의 구동에는 압전소자 내의 분극 방향을 반전시키지 않는 것이 상식이었으나 전계 인프린트라고 불리는 기술을 도입하자 분극 반전에 의해서 메모리 효과를 창출할 수 있게 되었다. 형상기억소자로서 형상기억합금이 알려져 있는데, 온도변호를 이용하기 때문에 응답시간이 늦다는 문제가 있었다. 이에 대해서 개발한 형상기억압전소자의 경우는 1ms 이하의 고속응답이 가능하다. 개발한 소자를 MEMS 스위치에 적용함으로써 구동전원 회로의 간소화와 소비전력의 저감이 가능하다. 또 마이크로 스위치 이외에도 점자 디바이스나 마이크로 TAS에 있어 밸브 기구 제어 등 폭넓은 응용이 기대되고 있다.
형상기억 이외에도 투명한 압전 재료에 전계 인프린트 제어를 함으로써 굴절률이나 투과율(투명·불투명) 등의 광학 특성이나 유전율 등의 전기특성에도 메모리 효과를 주는데 성공했다. 새로운 디스플레이나 광스위치, 새 원리의 메모리 소자에 대한 응용을 위해서 연구가 진행되고 있다. CJ

그라펜의 미크로스코픽한 물성의 해명
NTT물성과학기초연구소에서는 포스트 실리콘 세대의 전자재료로서 기대되고 있는, 그라펜을 연구하고 있다. 그라펜은 실온에서도 실리콘의 100배 이상의 이동도를 달성할 가능성이 있는 신규 재료이다. 그라펜의 전자재료에 대한 적용을 위한 연구개발의 첫걸음으로서 미크로스코픽한 물성을 해명하기 위한 신규 기술을 개발했다.
그라펜은 그라파이트의 한 층을 빼낸 원자층 탄소결정이다. 형성법으로서 그라파이트 결정으로부터의 반복 박리법이 가장 잘 알려져 있는데 대면적 결정은 얻을 수 없다. 장래의 전자 재료용으로서 기대되고 있는 제작법이 카바이드 열분해법이다. 실리콘 카바이드(SiC)를 열처리하면 실리콘 원자가 이탈하여 표면에 그라펜이 형성된다. 특히 최근 실용화되고 있는 단결정 기판을 이용하면 대면적 에픽탁셜 그라펜을 얻을 수 있다. 그러나 SiC 상의 그라펜에는 유효한 미크로스코픽한 물성 평가 수단이 없다는 문제가 있었다.
따라서 NTT의 연구팀에서는 두 개의 새로운 평가 수단을 개발했다. 하나는 저에너지 전자현미경(LEEM)을 이용한 층수 동정 기술이다. 10eV 이하의 저에너지 전자선이 여러 층 그라펜의 층간에서 전자파 간섭을 일으켜 층수에 대응하는 명료한 현미경 상을 얻을 수 있다는 것을 발견했다. 미크로스코픽한 층수 분포를 가시화할 수 있는 이 기술은 매우 균일한 그라펜을 성장법을 확립하는데 없어서는 안 될 기술이다.
두 번째 방법은 집적화 나노갭 프로브이다. 주사 프로브 현미경용 마이크로 프로브 위에 백금 전극을 집적화한 프로브로 끝의 백금 전극을 30nm폭의 갭으로 분할하여 2단자화하고 있다. 그라펜층을 손상시키는 일 없이 미크로스코픽한 도전율의 계측을 실시할 수 있다. 집적화 나노 갭 프로브를 이용함으로써 나노 분해능에서의 도전율 계측이 가능해져서 층수 분포와 표면 스텝의 도전율에 대한 영향 등의 전자재료를 개발하는데 유용한 정보를 얻을 수 있다. CJ

플라렌 수용성 5배 회로 미세화에 길
축구공 모양 분자로 알려진 C60으로 대표되는 플라렌 종류나 카본나노튜브 등의 나노카본 재료는 차세대 반도체 재료로서 기대되고 있다. 현재 환경 적응형 나노카본 디바이스 제작의 관점에서 나노카본의 물속에서의 분산기술 개발이 중요한 과제가 되고 있다. 실리콘 반도체의 한계를 뛰어넘는 회로의 미세화가 기대되는 카본 나노튜브는 그대로의 상태에서는 물에 전혀 분산되지 않기 때문에 표면의 화학수식이나 분산제를 이용한 분산용액의 조제방법이 개발되어 있는데 카본나노튜브 본래의 성능을 저하시켜 버리는 문제점이 지적되고 있다. 한편, 플라렌 나노 입자는 카본나노튜브와는 달리 화학수식이나 분산제를 이용하는 일 없이 물속에 분산시킬 수 있지만 입자의 형상을 콘트롤하는 일이 어려워서 디바이스 제작에 응용하기에는 적합지 않았다.
최근 岡山大學의 高口 豊 准 교수 등의 연구팀은 플라렌의 섬유상 결정으로 알려진 플라렌 나노 휘스커의 물 분산용액의 조제에 최초로 성공했다. 플라렌 나노 휘스커는 플라렌 결정 형태의 일종으로 나노미터 오더의 두께와 미크론 오더의 길이를 가진 섬유상의 형태를 가지며 높은 영율과 함께 그 형상을 이용한 트랜지스터 디바이스의 제작이 보고되어 있는 재료이다. 지금까지 이 플라렌 휘스커를 고농도로 물에 분산시키는 방법에 대한 보고 사례는 전혀 없었다. 이번에 高口 등은 플라렌 휘사커를 교반하면서 가정용 형광등을 이용한 광조사를 실시하는 것과 같은 간단한 방법으로 물 분산성 플라렌 휘스커를 얻을 수 있다는 것을 밝혀냈다.  제타 전위측정에 있어서 빛 조사에 의해 위스커 표면에 마이너스 전하가 축적된다는 것이 밝혀졌고 이것이 물 분산성의 원인이 되고 있다. 한편, 위스커를 구성하는 플라렌 분자나 결정형에는 전혀 변화가 보이지 않아 위스커의 물성을 유지한 채, 분산제나 화학수식을 일체 사용하지 않고 물 분산이 달성되었다는 것이 밝혀졌다. 분산용액의 농도는 종래 알려져 있는 부정형의 플라렌 나노 입자의 분산 방법에 비해 5배 이상에 달했다.
이상의 결과는 섬유상의 플라렌 나노 위스커를 이용한 반도체 디바이스 구축을 용액 프로세스로 실시하는 것을 용이하게 한다는 점에서 플라렌 고체를 이용한 반도체 디바이스의 세선화와 프로세시빌리티 향상을 동시에 달성하고 있어 흥미롭다. CJ

차세대 가정용 연료전지를 위한 연료처리장치 개발
소형화와 비용절감을 실현~ 
일본 도쿄가스는 가정용 연료전지(고체고분자형 연료전지(PEFC; Polymer Electrolyte Fuel Cell)를 이용한 1KW급 가정용 코제너레이션(co-generation) 시스템이다)의 차세대 설비에 탑재될 예정인 연료처리장치(도시가스로부터 수소를 빼내는 장치)의 개발에 있어 종래의 성능을 유지하면서 용적을 약 2/3로 소형화하고, 제조비용을 1/2로 줄이는데 성공하였다. 이것은 연료처리장치의 제조를 대폭 간소화함과 동시에 새로운 고성능촉매를 채용하게 됨으로써 이루어진 성과이다.
이번에 개발된 연료처리장치의 특징은 다음과 같다.
- 구조의 대폭적인 간소화
종래의 연료처리장치는 도시가스로부터 수소를 빼내어 개량효율을 높이기 때문에 복잡한 구조로 되어 있으나, 이번에 개발된 연료처리장치는 종래의 효율을 유지한 상태로 구조를 대폭 간소화하였다. 종래에 비해 부품개수를 약 30% 줄였으며, 용접선 길이도 약 40% 감소시켰다.
- 고성능 촉매 개발, 채용
연료처리장치는 도시가스로부터 수소를 빼내기 위하여 반응 촉진제로서 촉매를 사용하고 있다. 종래의 촉매에서 필요한 성능을 확보하기 위해서는 다량의 촉매가 필요하기 때문에 연료처리장치의 용적이 클 수 밖에 없었다. 따라서 새로운 고성능촉매를 개발하였으며, 그 촉매를 이번에 개발한 연료처리장치에 채용함으로써 종래에 비해 촉매사용량을 30~50% 감소시킬 수 있으며, 연료처리장치의 용적을 약 2/3로 소형화할 수 있다. GTB

압전 발전기에 의한 에너지 혁명
이스라엘 공과대학 Technion의 항공우주공학 부교수인 Haim Abramovich를 비롯한 몇몇 사람들은 도로 위 자동차에 의한 기계적 변형을 전류나 전압으로 변환시킬 수 있는 압전성 결정이 미래의 가장 중요한 실용대체 에너지 자원 중 하나가 될 것으로 보고 있다.
도로 위 압전 발전기 실험
Innowattech사의 최고경영자이자 공동 창립자인 Abramovich는 ‘압전 발전기의 새로운 혁명’이란 주제로 Innowattech사의 압전 발전기를 개발하고 시장화하기 위하여 Technion 스핀오프를 은밀하게 개최하였다.
Abramovich는 Innowattech Piezo Electric Generators
(IPEGs)를 이용하여 무게, 동작, 진동, 온도 등을 기계적 에너지로 변환시킬 수 있다고 주장한다.
Innowattech사는 압전 발전기를 산업에 적용시킬 수 있는 최초의 회사가 자사가 될 것임을 강조하면서 IPEGs를 이용하여 도로, 철도, 비행기 활주로를 지나는 교통수단에서 발생하는 에너지 또한 확보할 수 있다고 단언한다. Innowattech사는 위와 같은 목적으로 세 가지 다른 종류의 IPEG를 개발하였다.
2009년 1월 북 이스라엘의 4차선 고속도로 상 100미터 가설활주로에 Innowattech사의 도로용 IPEG가 시범적으로 설치될 것이다. Innowattech사는 IPEG가 설치된 가설활주로가 약 400㎾의 전력을 발전시킬 수 있으며 발전된 전력을 공공시설이나 전등 같은 고정 조명시설물에 공급할 수 있을 것이라고 주장한다.
전압 발전기 vs 태양광 발전기, 풍력 발전기
Innowattech사에 따르면 IPEGs가 ‘친환경’ 대체 에너지 자원이라는 것 이외에 다음과 같은 여러 가지 장점들을 가지고 있다.
● IPEGs는 설치가 간단하고 설치비용이 저렴하다. IPEGs에는 발전된 에너지를 저장할 수 있으며 도로 사이에 삽입할 수 있는 전자카드가 탑재되어 있다. IPEGs는 보통 아스팔트 내에 삽입되어 있지만 콘크리트나 콘크리트와 아스팔트의 복합물에도 삽입될 수 있다. IPEGs는 새로운 도로, 활주로, 철도 또는 표면의 정기적인 보수가 필요한 곳에도 설치할 수 있어서 결과적으로 태양광 발전기나 풍력 발전기에 비하여 설치비용을 줄일 수 있다.
● IPEGs는 공용 공간에 바로 설치될 수 있으며 많은 공간을 차지하지 않는다.
● IPEGs는 교통체증이 심한 도로에 설치될 수 있으며 특별한 기후, 날씨, 시간, 지형에 영향을 받지 않는다.
● IPEGs는 설치 후, 유지·보수가 거의 필요 없으며 유지·보수 또한 간단하다.
● IPEGs는 배열과 간격을 조정하여 차량의 수, 무게, 주기, 차량간 거리를 실시간으로 확인할 수 있도록 설치할 수 있다.
철도에서의 압전 발전기
 Innowattech사의 압전 발전기는 세계적으로 큰 경쟁력을 가지고 있다. 지난 12월 동 일본 철도여객(East Japan Railway Co., EJRC)은 일본의 한 기차역 매표소 앞에 압전 발전기를 시험 설치하였다. 동 일본 철도여객(EJRC)은 기차 티켓을 사는 사람들에 의하여 생성되는 에너지를 압전 발전기로 변환하여 이 역의 전등과 디스플레이에 필요한 약 144㎾의 전력 생성을 기대한다. 이스라엘과 일본에서의 압전 발전기 테스트의 성과는 곧 알 수 있을 것이다. ACB

아르곤의 최신 플라즈마 연구팀, 플라즈마 연구를 위해
오크리지 슈퍼컴퓨터가 돕는다.
DOE 프린스턴 플라즈마 물리 연구소(PPPL)의 3개의 연구팀은 일리노이와 오크리지 국가 연구소에 있는 아르곤 국가 연구소의 슈퍼컴퓨터들은 5천6백만 처리시간을 위탁 받는 성과를 거두었다. 그 연구자들은 플라즈마 난기류 시뮬레이션을 위한 융합에너지 관련 연구를 위해 사용한다.
이 프로젝트는 DOE의 과학 팀이 9억 처리시간정도 사용한다. 12월 발표에서 상금들은 2009년 혁신적이고 새로운 전산적 집중을 받쳐주는 이론과 실험적 프로그램 큰 영역의 연구 프로젝트를 통해 만들어 졌다. 새로운 25개와 41개의 개편한 프로젝트는 DOE 국가 연구소에서 세계의 영향력 있는 슈퍼컴퓨터에 접근할 수 있다.
6백만 처리시간은 아르곤에 있는 IBM Blue Gene/P에서 하고, 5천6백만 처리시간은 오크리지의 CRAY XTs 슈퍼컴퓨터에서 제공해줄 것이다.
PPPL은 플라즈마와 장기간 동안 풍부하고 안전하고 친환경적인 전기발전 융합에너지 관련 가능성을 연구할 것이다. ACB

SOFC 수명증가 기술 개발
West Virginia University의 연구진들과 미 에너지부 연구원들이 공동연구를 통해 고체산화물 연료전지간의 연결(Inter Connection : 고체산화물 연료전지는 100~200개의 작은 Cell들이 결합된 구조로 이루어져 있으며 각각의 셀들을 연결하기 위한 Inter conncetion이 필요하다.)을 위한 새로운 망간-코발트 코팅기술을 개발하고 있다. 본 연구에서 사용되는 기술은 전기도금 방식을 이용하는데 전기도금방식은 친환경적일 뿐 아니라 공정의 수월함과 매우 높은 경제성이라는 장점을 가지고 있다. West Virginia University와 미 에너지부의 연구원들은 상호협력을 통해 다양한 코팅조건에 따른 고체산화물 연료전지의 성능테스트를 수행하였으며 망간-코발트 코팅이 SOFC의 열화현상을 개선하는데 큰 효과가 있음을 확인 했다고 한다.  West Virginia University와 미 에너지부의 연구원들로 구성된 연구팀은 그들의 연구결과를 두개의 저널에 개제 했으며 코팅공정에 대한 특허등록을 완료하였다. 
본 공동연구는 현재에도 진행 중이며 코팅방법의 최적화를 통해 더욱 개선된 연구결과가 나올 것으로 예상된다. ACB

연료전지를 보다 현실적으로
연료전지의 상용화에 있어 가장 걸림돌이 되는 부분은 연료전지의 높은 가격이다. 미 에너지부에 따르면 연료전지의 제작에 사용되는 비용의 절반이상이 연료전지의 촉매로 사용되는 백금의 사용 때문에 발생한다고 한다. DOE의 계산에 따르면 연료전지 자동차를 한 대를 구입하면 4,000불 이상을 백금촉매의 구입에 지불 하는 게 되는 셈이며 백금의 희소성이 증가함에 따라 연료전지의 가격에서 백금이 차지하는 비율은 더욱 늘어나고 있는 추세이다.
지난 수년간 전 세계의 많은 과학자들과 엔지니어들은 값비싼 백금촉매를 대신할 새로운 촉매를 찾아야 했다. 하지만 불행히도 그 누구도 아직까지 백금에 버금가는 촉매를 찾지는 못한 것으로 보인다.
탄소나노튜브 전극의 가능성
University of Dayton의 연구원들은 탄소나노튜브가 백금촉매를 대신할 수 있는 가능성을 가진 물질임을 증명할 수 있다고 한다. University of Dayton의 재료공학부 교수인 Liming Dai는 지난 2월 ‘사이언스’와 ‘Natuer Chemistry’ 통해 그의 연구팀이 개발한 탄소나노튜브 촉매 기술에 대해 발표했다. Dai의 보고서에 따르면 Dai는 탄소나노튜브를 수직으로 배열할 경우 연료전지에서의 백금촉매에 버금가는 성능을 지니는 촉매물질로 사용될 수 있음을 밝혀냈다고 한다. 본 발견의 핵심은 탄소나노 튜브가 질소로 도핑 되어야 한다는 것으로 질소가 도핑된 탄소나노튜브는 연료전지 내부에서 산소의 반응을 돕는 역할을 한다고 한다. NewScientist magazine의 리포터인 Stephen Battersby는 Dai의 연구에 대해 다음과 같이 설명했다. “연료전지 내부에서의 산화 환원 반응은 촉매 등의 도움이 없이는 매우 천천히 일어나기 때문에 연로전지의 전극은 촉매물질로 구성되어야 합니다. 전통적으로 촉매물질로 사용될 수 있는 물질은 오직 백금밖에 없다고 생각되어 왔습니다. 최근 들어 탄소나노튜브를 촉매로 사용되는 방안에 대한 연구가 진행되긴 했지만 백금촉매와 비교할 수 없을 정도의 성능만을 보여줬습니다. 질소가 도핑 되지 않은 탄소나노 튜브의 경우를 촉매로 사용할 경우에도 어느 정도 반응을 촉진시키는 역할을 합니다. 하지만 백금에 비해 효율이 떨어집니다.”
탄소나노튜브 전극 제작방법
Dai와 그의 연구팀은 연료전극의 전극으로 사용가능한 탄소나노튜브를 어떻게 만들었을까?
Dai는 지난 2월 MIT의 온라인 저널인 Technology Review에 공개한 5편의 보고서를 통해 그들이 개발한 질소가 도핑된 탄소나노튜브 전극 제작방법을 공개했는데 간략히 요약하면 다음과 같다. 첫째: 탄소, 질소, 그리고 철의 혼합물을 만든다. 둘째: 철, 탄소, 질소 혼합물을 석영기판위에 올려 놓은 후 암모니아 분위기에서 가열 한다. (이때 질소도핑된 탄소나노 튜브가 기판에 수직한 방향으로 성장한다.) 셋째: 기판에 수직으로 성장된 탄소나노튜브 전극을 수산화 칼륨에 담근다. Dai의 연구팀은 그들이 탄소나노튜브가 캐소드에서의 산소반응을 촉진할 수 있는 가능성을 발견한 과정이 세 번째 과정이라고 하며 이 과정을 Eureka라 이름 붙였다고 했다.
PT 보다 우수한 특성
Dai교수는 NewScientist의 리포터인 Battersby에게 질소가 도핑된 탄소나노튜브의 경우 오랜 기간 동안 최고의 촉매로 여겨져 왔던 백금을 능가하는 성능을 보여줄 수 있다고 이야기 했다. Dai에 따르면 그와 그의 연구팀은 그들이 만든 탄소나노튜브 전극은 백금 전극의 4배에 해당하는 전류를 발생시킬 수 있을 뿐 아니라 백금 전극에서 문제가 되는 백금 파우더의 클러스터링, 일산화탄소와의 반응 등에 의한 열화로부터 자유롭기 때문에 값비싼 백금보다 우수한 전극물질이 될 것이라고 했다. 그렇다면 탄소나노튜브로 만들어진 전극은 백금으로 만들어진 것보다 얼마나 저렴할까? “정확한 계산은 해보지 않았지만 아마도 백금전극의 가격 근처에도 못 갈 정도로 싼 값으로 만들 수 있을 것으로 생각 됩니다.” Dai는 이야기 했다. Dai의 연구팀은 현재 질소가 도핑된 탄소나노튜브와 비슷한 성능을 낼 수 있는 질소 도핑 탄소에 대한 연구를 하고 있다고 한다. “우리 연구팀은 질소로 도핑된 탄소의 화학적 거동을 파악하고 있습니다. 나노튜브구조를 사용 하는 것이 필수적이지 않을 수도 있으니까요.” Dal과 그의 연구팀은 자신 있게 이야기 했다. ACB

온실가스를 이용한 청정에너지
지금까지 사용되고 있는 화석연료의 연소로 생성된 화합물은 지구 온난화의 주범인 온실가스로 잘 알고 있는 이산화탄소와 물이다.
예를 들어 2007년 이산화탄소를 전 세계적으로 300억톤 배출하고 2030년까지 430억 톤 정도 증가할 것으로 예상된다. 불행히도 미국은 이산화탄소 배출비율은 전 세계 22.2%로 제일 많다.
만약 이산화탄소를 일산화탄소로, 물을 수소가소로, 바이오연료를 포함한 탄화수소 화석연료의 완전 연소 생성물인 물과 이산화탄소 혼합물을 일산화탄소와 수소가스로 이루어진 합성가스로 변화시킨다면 무엇이 될까?
합성가스는 이는 세계2차대전시 독일인들에 의해 만들어진 합성연료로 Fischer-Tropsch반응으로 잘 알려진 가치 있는 전구체이다. 이산화탄소와 수소가스, 이 두 가지를 섞은 화합물은 고체 산화 연료전지를 위한 이상적인 연료이다. 그리고 연소반응에서 버려지는 것들은 연료가 되거나 재활용 된다.
사막에서 대체적으로 일산화탄소는 수성가스전환반응을 촉매로 하여 수소가스와 결합하여 연료전지 막에서 양자를 바꾸기 위해 사용된다.
톨레도 대학에서 우리는 싼 이종 세라믹 촉매를 발전 시켰고 이것이 상온, 상압 조건에서 1:1 몰랄비율의 이산화탄소와 물을 일산화탄소와 수소가스로 바꿀 수 있는 능력이 있다는 것을 알아냈다.
650도에서 중간온도 고체산화연료전지에 반응물을 주면 개방전압을 만들어 내고, 순수한 수소와 함께 사용하는 같은 고체산화연료전지와 비교된다.
전세계 청정에너지 시장의 수익은 2006년 5540만 달러에서 2016년 2조2650억 달러정도 될 것으로 기대한다. 온실가스 완화의 대략적인 시장규모는 10억 달러 정도 된다. 기술과 생산물은 에너지 생산자와 고체산화연료전지 생산자, 유기화합물 제조사, 소비자들에게 제공하고, 투자자에게 많은 혜택을 줄 수 있을 것으로 기대한다.
이 기술은 화성에서 대기 중 이산화탄소가 96%정도 존재하기 때문에 나사의 화성탐사선 자원 활용 프로그램에도 관련이 있다.  나사는 화성의 이산화탄소를 일산화탄소로 만들어 고체산화연료전지를 이용하여 그 자체나 수성가스전환반응에 이용하여 수소를 발생시키기 때문에 UT기술에 많은 관심을 가지고 있을 것이다. 화성 환경에서 자발적으로 이런 반응이 일어나기 위해서 충분한 열을 수집하여 온도를 올려 변환하기 위해 태양집광장치를 이용한다. 이리하여 연료는 낮 시간 동안 연료를 생산하고 밤 시간 동안 연료전지를 사용할 수 있다.
국방부는 물류 운영을 위해 연료를 사용하고 온실가스 연료 고체산화전지기술은 많은 군사영역, 구 단위의 이동, 병원 예비전원, 현장지휘소, 포레이 운영, 무인 소형비행체에서 이용할 수 있을 것이다.
나사는 최근 상용제트기 연료를 석유를 사용하지 않아도 되게 대안을 찾고 있으며, Fischer-Tropsch연료에서 발생되는 온실가스를 활용하는 방안을 연구 중이다. ACB

은을 사용하는 배기가스 촉매
三井金屬  귀금속 원가 1/10
三井金屬은 종래에 사용하고 있던 플라티나 대신에 은을 사용한 디젤엔진의 배기가스 촉매를 개발했다. 계속 비등하고 있는 플라티나를 사용했을 경우와 비교하여 귀금속의 값을 10분의 1이하로 삭감할 수 있다. 건설기계나 농기구의 디젤용 배기가스 촉매로서 산화촉매와 세트로 연간 90억 엔의 매상고를 전망한다.
  개발한 새 촉매는 神岡공장에서 2011년까지 양산 체제를 정비할 방침이다. 앞으로는 자동차나 트럭용의 판매를 목표로 한다. 은을 사용한 디젤 차량용 촉매의 개발은 이 회사에 따르면 세계 최초이다.
은은 높은 온도대에서 열화한다는 것이 단점이었다. 三井金屬은 은과 세륨 등을 포함하는 금속복합화합물의 조합으로 높은 온도대에서도 은이 열화하지 않는 기술을 확립했다. 섭씨 800도 정도까지 내열성을 확인했으므로 “현행의 플라티나 사용 촉매와 비교하여 성능은 거의 같다”(이 회사 촉매사업부)고 한다.
플라티나 촉매의 경우는 질소산화물(NOX)를 사용하여 연소시키는 방법이 일반적으로 섭씨 600도 이상의 온도를 필요로 한다. 새 촉매는 그에 비하면 낮은 온도에서도 산호의 흡수와 방출이 가능하여 섭씨 400도 정도에서도 연소가 가능하다고 한다. 낮은 NOX의 조건에서도 입자상 물질을 제거할 수 있기 때문에 배기가스 촉매 시스템의 적용 범위가 넓다고 한다.
三井金屬의 촉매사업은 1976년에 자동차용 하니컴형 촉매의 양산을 시작한 이래 자동차나 오토바이용을 중심으로 전개하고 있다. 일경산업