• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1999.04a
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• pp.119-122
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• 1999

• Membrane Journal
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• v.32 no.2
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• pp.150-162
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• 2022

In the field of water treatment and pharmaceutical bio an alumina hollow fiber membrane used for mixture separation. However, due to the lack of strengths it is very brittle to handle and apply. Therefore, it is necessary to study and improve the bending strength of the membrane to 100 MPa or more. In this study, as the mixing ratio of the nano-particles increased to 0, 1, 3, and 5 wt%, the viscosity of the fluid mixture increased. The pore structure of the hollow membrane produced by interrupting the diffusion exchange rate of the solvent and non-solvent during the spinning process suppresses the formation of the finger-like structure and gradually increases the ratio of the sponge-like structure to improve the membrane mechanical strength to more than 100 MPa. As a result, an interparticle space was ensured to improve the porosity of the sponge-like structure with high permeability, and it showed excellent N2 permeability of about 100000 GPU and high water permeability of 3000 L/m² h. Therefore, it can be concluded, that the addition of γ-Al₂O₃ nanoparticles as sintering aid is an important method to enhance the mechanical strength of the α-alumina hollow fiber membrane to maintain high permeability.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.65-68
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• 2007

전극 막 접합체를 만드는 방법 중 연속식 공정으로서의 데칼법의 장점은 제조공정의 단순화와 두께 균일성 그리고 대량생산 등을 그 예로 들 수 있다. 본 실험에서는 코터를 이용해 전극 막 접합체를 만들기 위해 높은 점도의 촉매 슬러리를 제조하였다. Johnson Mattey 사의 HiSPEC 40 wt% Pt/C 촉매와 Dupont사의 20 wt% Nafion Solution 그리고 물을 이용하여 촉매 슬러리를 제조한 후 코터를 이용하여 데칼법으로 전극 막 접합체를 제조하였다. 완성된 전극 막 접합체의 성능 평가를 실시하였으며 상용화된 전극 막 접합체와 그 특성을 비교 분석을 실시해보았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.105-108
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• 2007

최근 세라믹 막은 우수한 화학적, 열적 안정성으로 기체 분리 공정에 각광을 받아왔다. 특히 혼합기체에서 고 순도의 수소를 분리해 내는 기술은 연료전지 공정에서 화학 에너지를 적기화학 에너지로 전환시키는데 중요한 역할을 차지한다. 본 연구에서는 MTES 템플레이팅 막을 이용하여 이 막 공정의 흡착 및 투과 특성을 규명하고, 이성분 혼합기체에서 고 순도의 수소를 추출해 낼 수 있는 최적 조건을 도출해 내었다. 또한, 기체 분리 거동을 살펴보기 위해 Gproms Simulator를 이용하였으며, 이때 기체상의 물질전달을 모사하기 위해 Dust Gas Model(DGM)을, 표면 확산 거동을 모사하기 위해 Generalized Stefan-Maxwell(GSM)식을 적용하였다. 이를 통해 평형론적 흡착 뿐 아니라 속도론적 흡착을 동시에 적용할 수 있게 하였다. MTES 템플레이팅 막의 흡착 및 분리능을 규명하기 위해 본 연구에서는 혼합기체의 투과, 분리 실험이 선행되었다. 실험 조건은 온도범위 $30{\sim}50$ $^{\circ}C$, 압력범위 $0{\sim}5$ atm에서 수행되었으며, 혼합기체는 2성분으로 수소 메탄, 수소-이산화탄소, 수소-질소로 기체의 구성비는 각각 50:50 이다. 본 연구를 통해 각 혼합 기체들이 정상상태에 도달하는 시간과 분리능을 계산해 내었으며, 이 분리능을 다시 온도와 압력에 따른 결과로 분석하여 어느 조건에서의 수소 분리도가 최고치를 보이는지를 규명했으며, 시뮬레이션과 비교, 대조하여 예측도를 검사하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.51-59
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• 2005

수소 분리막의 적용 분야는 석탄가스, 천연가스, 메탄가스 혼합기체이며, 고온/고압 및 수소농도가 낮은 혼합기체에서 고순도의 수소를 제조하는 곳이다. 특히 치밀질 세라믹 멤브레인은 고온에서 가스화한 석탄가스나 차세대의 쓰레기 처리 기술인 가스화 용융처리에서 생긴 고온가스로부터 고순도의 수소를 분리할 수 있다. 분리한 수소는 고온을 유지하기 때문에 연료전지 발전에 최적이다. 종래의 연료전지는 발전을 위해서 수소의 가열이 필요했으나 이것이 불필요하게 되어 발전 전체의 효율이 향상된다. 석유화학 산업에서 발생하는 혼합기체에서 수소를 분리하여 사용하고 남은 기체는 연료로 재사용할 수 있다. 분리막의 재질로는 고분자계가 개발되고 있으며 고분자 지지체에 백금이나 로듐과 같은 촉매를 코팅하는 방법이다. 이는 기공의 제어가 용이하고 대량생산이 가능한 장점이 있지만 고온에서 사용이 불가능하고 입자상 물질에 의해 분리막의 손상이 문제가 되고 있다. 이에 비해 치밀질 세라믹 멤브레인은 세라믹의 특성에 의해 고온 및 고압에서도 적용이 가능하며, 실온이나 저압의 조건에서도 적용이 가능한 특징을 가진다. $900^{\circ}C$의 고온에서 적용시 세라믹 멤브레인에는 특성열화가 없어 수명이 긴 장점을 가지게 된다. 수소가 포함되어 있는 기체에서 수소 만을 분리하는 방법은 흡착이나 분리막을 이용하는 방법이 일반적이며 흡착에 의한 방법은 일부 실용화가 진행되고 있다. 고효율의 수소를 분리하는 방법으로 분리막을 이용하는 방법이 있다. 현재 치밀질 수소 분리막의 연구는 외국(미국, 일본 등)에서도 초기 연구 단계이다. 국내에서도 이런 연구가 선행되어 외국과의 기술 격차를 줄이고 에너지 자원에 대한 확보가 필요하기 때문에 이 연구가 수행되었다. 치밀질 멤브레인의 소재로는 proton 및 전자전도가 가능한 소재로서 Ba-Ce-Y계를 기본조성으로 하여 내구성과 전기전도도를 향상시키기 위해 Ca, La, In, Yb를 치환하였다. 제조한 재료의 물리화학적 특성을 평가하였고, 수소여과 장치를 이용하여 여과 효율을 평가하였다.

• Membrane Journal
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• v.30 no.6
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• pp.359-372
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• 2020

Compared to other oil/water separation methods, oil/water separation membranes have low energy costs and higher performance levels. Superhydrophilicity and underwater superoleophobicity are factors that are most vital in developing effective oil/water separation membrane. In addition, antifouling property and biodegradability are also factors that have to be considered in developing the membranes. In this review, studies which have enhanced the oil/water separation efficiency by modifying the chemistry and morphology of the surface of the membrane are discussed.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.49.1-49.1
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• 2010

본 연구에서는 증착법에 의해 제조된 다결정 실리콘을 이용한 태양전지 제작과 관련하여 다결정 실리콘 씨앗층 제조를 위한 기판에 대하여 연구를 수행하였다. 다결정 실리콘 씨앗층을 제조할 수 있는 기술중 aluminum-induced layer exchange(ALILE) 공정을 이용하여 다결정 실리콘 씨앗층을 제조하였다. glass/Al/oxide/a-Si 구조로 알루미늄과 비정질 실리콘 계면에 알루미늄 산화막을 다양한 두께로 형성시켜, 알루미늄 유도 결정화에서 산화막의 두께가 결정화 특성에 미치는 영향, 결정결함, 결정크기에 대하여 연구하였다. 형성된 다결정 실리콘 씨앗층 막의 특성은 OM, SEM, FIB, EDS, Raman spectroscopy, XRD, EBSD 을 이용하여 분석하였다. 그 결과 산화막의 두께가 증가할수록 결함도 함께 증가하였다. 16nm 두께의 산화막 구조에서 <111> 방향의 우선배향성을 가진, $10{\mu}m$의 sub-grain 결정립을 갖는 씨앗층을 제조 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.90-90
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• 2009

박막 태양전지의 단락전류를 증가시키기 위해서는 투명전도 산화막의 표면 식각을 통한 광포획 특성 극대화가 중요하며, 일반적으로 스퍼터링법으로 제작된 투명전도 산화막의 표면 식각은 HCl solution을 이용한다. 본 연구는 투면전도 산화막 증착시 seed로 작용할 수 있는 colloidal 형태의 nanoparticle을 유리기판에 형성한 뒤 rf-magnetron sputtering 법을 이용하여 ZnO:Al(AZO) 투명전도 산화막을 증착하여 광학 전기적 특성 변화를 분석하였다. Nanoparticle을 사용하여 제조된 AZO 박막은 nanoparticle의 확산에 의한 전자농도의 향상이 보였으나, 이동도의 감소로 인해 전기적 특성에 큰 변화는 없었다. 반면 AZO 박막의 표면형상이 nanoparticle로 인해 변하여 박막의 광 포획을 위한 안개도가 향상됨을 확인 할 수 있었으며, 이로 인해 표면 형상 제어를 통한 박막 태양전지 적용을 위한 투명전도 산화막을 제작할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1998.10a
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• pp.134-137
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• 1998

표면처리 한 UF 막으로 오일/물 에멀젼과 오일-SDS/물 어멜젼을 한외여과 시험하였다. 고분자와 계면활성제를 polysulfon막에 흡착시켜 표면을 처리하였다. 오일-SDS/물 에멀젼의 한외여과는 SDS양을 변화시키면서 수행하였다. 다양한 표면처리 한 막으로 한외여과 실험을 회분식 실험방법으로 수행하였다. 표면처리 안한 막에 대한 오일 에멀젼 한외여과시 fouling의 주요 원인이 오일 에멀젼의 흡착이며, 막의 표면처리와 오일 에멀젼에 계면활성제의 주입으로 뚜렷한 fouling의 저감효과가 있었다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1998.10a
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• pp.112-114
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• 1998

막분리기술은 분릿대상 성분과 분리매체와의 분자 사이의 힘의 차를 이용하여 분리하는 기술이기 때문에 분리특성을 고도로 기능화시키는 것이 가능하다. 또한 막분리 기술 자체가 에너지 절약기술이기 때문에 차세대 분리기수로서 중요한 역할을 할 수 있다. 이와 같은 분리기술은 역삼투법 등의 수용액계와 상온 부근의 기체분리막은 실용화되어 있다. 그러나 비수용액계 또는 고온 공정에서 특수한 조건하에서 고기능성 분리성능을 가지는 막의 개발에 대한 요구가 증대되고 있다. 이에 대응하여 내열성, 내용제성이 우수한 고분자에 의한 분리성능을 요구한다. 특히 근년에는 방향족 polyimide 수지가 주목을 받고 있으며, 내열성, 내구성 및 기계-전기적 특성이 우수한 재질로 광범위하게 사용되고 있다. 이것은 분자 구성기가 가지는 결합에너지가 크고, 분자의 규칙성에 의한 유리전이온도가 높아서 250-300$\circ$C의 고온에서도 사용이 가능한 재료로서 한외여과막과 기체분리막으로 시판되고 있다.