• 제목/요약/키워드: 전기삼투압

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향류식 역삼투 농축공정을 이용한 NaCl 용액의 농축연구

  • 조한욱
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1997년도 춘계 총회 및 학술발표회
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    • pp.3-10
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    • 1997
  • 제염농축공정은 증류, 증발법을 일반적으로 사용하나, 에너지 절약차원에서 전기투석 (Electro dialysis)장치를 증발기 선단에 도입한 복합공정을 국내에서도 사용하고 있는 실정이다. 그러나, 전기투석장치는 전기적인 소모와 막의 재생, 교체처리비가 문제점이 되므로 역삼투 장치를 제염농축 공정 최선단에 도입한 복합공정을 이용할 경우 전기 투석 및 증발 복합공정에 비해 40%의 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다. 이와 같은 장점에도 불구하고 역삼투 공정은 공급용액의 삼투압보다 큰 적용압력을 막표면에 가하여 물질분리를 수행하므로 농축공정에서 유발되는 배제액 농도의 상승은 삼투압의 증가를 일으켜 실적적용압력의 효과를 떨어뜨리게 되며 결과적으로 농축효과를 감소시키게 된다. 본 연구에서는 효과적인 염농축 공정을 위하여 막모듈 투과부에 고농도 삼투압 감소액(osmotic sink solution)을 향류식(막투과흐름을 맞받아치며 흐르는 방식)으로 유입시키는 향류식 역삼투 (counter-current reverse osmosis, CCRO) 나권형 모듈을 고안 제작하였으며, 제작된 모듈을 기존 역삼투 공정과 향류식 염삼투 공정에 적용하여 염농축도의 성능을 상호 비교하고 염농축에 관계되는 공급농도, 공급유량, 투과유량, 배제유량, 향류 유입유량, 압력구배, 삼투압차 및 농축단수 등의 인자들을 이용하여 두 공정에 대한 염농축 분리조작의 제반조건과 제작된 모듈 내의 농축관련 특성을 실험 및 수치적으로 비교, 고찰하였다.

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삼투압 약물주입 펌프의 개발 (Development of Osmotic Infusion Pump)

  • 김동선;최성욱
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권6호
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    • pp.471-475
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    • 2015
  • 점차 수요가 증가하는 소형의 약물주입펌프의 개발을 위하여 삼투압을 이용한 약물주입펌프를 제작하고 그 성능을 입증하고자 한다. 삼투압을 이용한 약물주입펌프는 상용화된 전기-기계식 펌프에 비해 무거운 배터리와 액추에이터가 필요 없기 때문에 작고 가볍게 만들 수 있으며, 탄성체 약물주입펌프와 달리 지속적인 압력을 발생할 수 있는 장점이 있다. 제안한 삼투압 약물주입펌프는 약물주머니, 삼투압 발생부, 용매 저장부, 반투막으로 구성되어있다. 약물주입펌프의 성능을 평가하기 위하여 약물의 유량을 측정하고 압력을 측정할 수 있도록 체외 실험기구를 구성하였다. 측정결과 약물주입펌프는 20ml의 약물을 20 시간에 걸쳐 일정하게 공급할 수 있으며, 약물의 최대 압력은 400mmHg 이상이므로 위치변화 또는 환자의 자세변화로 인하여 약물이 역류하는 위험을 원천적으로 예방할 수 있다.

동전기력 복원공정 적용에 따른 세립토양의 전기화학적 특성 변화 (Electrochemical Characteristics of Fine Soils in the Application of Electrokinetic Remediation)

  • 고석오
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제7권3호
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    • pp.85-94
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    • 2002
  • 본 연구의 목적은 토양입자에 대한 전기화학적 특성을 평가함으로써 동전기 기술을 실제 현장에서 적용시, 오염물을 효과적으로 제거하기 위한 최적 운전방법이나 인자를 도출하는 것이다. 토양입자의 제타포텐셜을 토양용액의 pH와 계면활성제의 농도에 대하여 측정하여 전기삼투압적 흐름방향 및 흐름율과의 관계를 분석하였다. 동전기 실험동안, 전기삼투압 투과율($k_e$), 전기전도도($\delta_e$) 및 전압분포에 대한 측정을 실시하였다. Kaolinite의 PZC는 4.2정도로 측정되었으며 pH가 증가할수록 제타포텐셜 감은 점점 음의 값이 증가하는 경향을 나타내었다. 주입된 계면활성제 또한 토양 표면의 전기화학적 특성에 영향을 주어 제타포텐셜 값을 변화시키는 결과를 나타내었다. 동전기 실험이 진행되는 동안, 토양시료의 대부분에 걸쳐 낮은 pH값을 나타내었으며 이로 인하여 용액과 전기적 흐름이 낮아지는 결과를 초래하였다. 또한, 전압 분포도 시간에 따라 변화하여 용액과 전기적 흐름 특성에 영향을 주었다. 결과적으로, 낮은 pH에 의한 토양의 제타포텐셜 값의 변화와 구간별로 다른 전압차분포로 인하여 용액과 전기적 흐름이 영향을 받는다는 결과를 본 연구로부터 얻었다. 효과적인 동전기 공정의 적용을 위하여 인위적인 토양 용액의 pH 조절이나 토양의 전기적 특성을 변화시키는 물질 등을 동시에 주입함으로써 오염물을 제거하는 용매의 흐름이 계속적으로 높게 유지되도록 하는 방안이 필요하다.

담배나방 휴면용과 비휴면용의 단백질과 탄수화물의 변화 (Change in Protein and Carbohydrate Contents in Diapausing and Non-diapausing Pupae of the Oriental Tobacco Budworm, Heliothis assulta Guenee)

  • 조국호;부경생
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.286-293
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    • 1990
  • 정상적으로 발육하는 담배나방 용 및 휴면용의 단백질과 탄수화물의 함량변화, 산소소비율, 몸무게의 변화, 삼투압등을 비교하였다. 정상용의 경우에는 산소소비율의 변화가 전체 기간에 걸쳐 U자 모양의 곡선을 보인 반면, 휴면용의 경우에는 $20\mu l/g/hr$의 매우 낮은 수준으로 감소되어 유지되다가 우화직전에 산소소비율이 다시 높아졌다. 또한 휴면용의 몸무게는 용화후 12일동안 변화가 거의 없었다. 주요 탄수화물과 수용성단백질 함량은 비휴면용보다 휴면용에서 더 높았으며, 함량변화는 비휴면용에서 더 급격했다. 휴면용과 비휴면용의 단백질에 대한 전기영동 패턴은 유사했으며 휴면용의 혈림프 삼투압은 저온에 보관되었을 때 더 올라갔다.

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용액 전도도 및 삼투압 조절된 PBS에서의 위암 세포 전기 분해 (Stomach Cancer Cell Lysis in PBS with Conductivity and Osmotic-Pressure Control)

  • 김민수;이국녕;조수형;김병기;김용권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2137-2139
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    • 2004
  • Cancer cell lysis at pulsed DC is realized using micromachined electrodes. In this research, quantitative analyses are performed on cell lysis results. The cell volume increasing at the pulses applied are analyzed in different medium conditions on osmotic pressure and conductivity, and the cell lysis procedures are studied in detail experimentally. Phosphate buffered saline (PBS) is used as the medium. To change the conductivity of PBS, NaCl concentration of PBS is adjusted, and inositol is used with PBS to control the effects of the osmotic pressure to cell lysis performance.

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정수 및 발전을 위한 맥신(MXene) 복합막에 관한 고찰 (MXene Based Composite Membrane for Water Purification and Power Generation: A Review)

  • 김서현;라즈쿠마 파텔
    • 멤브레인
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    • 제33권4호
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    • pp.181-190
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    • 2023
  • 폐수 처리는 담수 공급의 수요를 맞추고 동시에 환경 오염을 제어하기 위한 가장 중요한 기술 중 하나이다. 여러 종류의 증류법과 역삼투 공정과 같은 다양한 기술은 더 높은 에너지 투입을 필요로 한다. 축전식 탈염(CDI) 기술은 전력 소비가 매우 적어 슈퍼커패시터 원리에 기반한 대안으로 떠오르고 있다. 공정의 효율성을 향상시키기 위해 전극 재료를 개선하기 위한 연구가 계속되고 있다. 역전기투석은 가장 일반적으로 사용되는 담수화 기술 및 삼투압 발전기이다. 역전기투석의 효율을 향상시키기 위해 수행된 많은 연구 중, 맥신(MXene)은 이온교환막 및 2차원 나노유체 채널로서 역전기투석의 물리적 및 전기화학적 특성을 향상시킬 수 있는 유망한 방법으로 떠오르고 있다. 맥신은 단독 사용뿐만 아니라 다른 물질들이 맥신과 혼합되어 복합막의 성능을 더욱 향상시킨다. 전처리를 거치거나 Ti3C2Tx, 나피온 등을 포함한 이종구조를 가진 맥신은 각각 최대 담수화 성능 측정 결과를 통해 담수화 산업에서 유망한 재료로 맥신의 잠재력을 입증했다. 역전기투석을 통한 삼투압 발전 산업에서 이온교환막에서 비대칭 나노유체 이온 채널에 맥신을 사용함으로써 최대 삼투압 출력 밀도를 크게 향상시켰으며, 대부분 상용화 기준값인 5 Wm-2를 넘었다. 일정 개수의 단위체를 연결함으로써 매개체의 도움 없이 전자기기에 직접적으로 전력을 공급할 수 있는 수준의 전압이 출력됐다. 본 리뷰에서는 맥신 복합막을 기반으로 한 전기투석 공정의 최근 연구들에 대해 설명한다.

직접메탄올 연료전지의 메탄올 크로스오버에 대한 시뮬레이션 및 검증 (Simulation and Validation of Methanol Crossover in DMFCs)

  • 고요한;주현철
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.126.1-126.1
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    • 2010
  • In direct methanol fuel cells(DMFCs), it is well known that methanol crossover severely reduces the cell performance and the cell efficiency. There are a number of design and operating parameters that influence the methanol crossover. This indicates that a DMFC demands a high degree of optimization. For the successful design and operation of a DMFC system, a better understanding of methanol crossover phenomena is essential. The main objective of this study is to examine methanol-crossover phenomena in DMFCs. In this study, 1D DMFC model previously developed by Ko et al. is used. The simulation results were compared with methanol-crossover data that were measured by Eccarius et al. The numerical predictions agree well with the methanol crossover data and the model successfully captures key experimental trends.

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전기탈수방법에 의한 하수 슬러지 탈수 특성 (Efficient Dewatering of the Sewage Sludge by Electrodewatering System)

  • 박찬정;이정언;안영철;신희수;이재근
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.526-531
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    • 2000
  • Application of electrodewatering (EDW) to mechanical dewatering system was studied to decrease water content in the sludge generated from waste water treatment process. Experiments realized the reduction of water content in the sewage sludge. EDW enhancing the conventional filtration by an electric field is an emerging technology with the potential to improve dewatering. In this study, a piston filter press was constructed, the digested sludges were dewatered by EDW under conditions of DC electric field and constant pressure in the piston filter press. Constant electric field from $0{\sim}120\;V/cm$ and constant pressure $98.1{\sim}392.4\;kPa$ were used. The results showed that as electric field was increased the dewatering rates increased and as pressure was increased the dewatering rates decreased. Also as polymer was added the dewatering rates increased. This experiments produced final sludge cake with water content of 60 wt% using EDW, compared with 80 wt% using pressure filtration alone.

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전기 삼투압을 이용한 교란영역의 투수성 개선에 관한 연구 (The Study on permeability enhancement in smear zone using electro-osmotic pressure)

  • 안병욱;노희전;김현기;조남준
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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    • pp.435-441
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    • 2008
  • More time is required for consolidating soft clay when its hydraulic conductivity around the vertical drains is reduced by soil disturbance. One of the methods to be proposed to solve such problem is the electro-osmotic flow application. This study presents the experimental results of model tests using a modified oedometer and a large-scale cylinder with a sand drain. Results show that the development of negative excessive pore water pressure due to the DC electrical field in saturated clay can be transformed to additional loads causing more consolidation settlement.

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복합동전기토목섬유를 이용한 연약지반개량 (Soft Ground Improvement using Electrokinetic Geosynthetics)

  • 이명호;한중근;이재영
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제6권3호
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    • pp.25-30
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    • 2007
  • 동전기토목섬유를 이용한 초연약지반의 개량은 일반적인 압밀공법에 비해 신속하게 저투수성 점토지반을 탈수시키며 강도증가를 유발하게 된다. 본 연구는 동전기토목섬유의 적용성을 조사하고자 스코틀랜드지방의 자연점토를 이용하여 일련의 실내실험을 수행하였다. 조사결과, 자중에 의한 압밀에 비해 전기삼투압에 의한 압밀이 빠르게 진행됨을 알 수 있었으며, 공급전압이 높을수록 신속하게 간극수의 탈수가 이루어졌으나 최종침하량은 적었으며, 동전기적 효과로 양극부근에서 산성화($pH{\simeq}3$)가 음극부근에서는 알칼리화($pH{\simeq}11$)가 일어났다.

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