• 대한기계학회논문집B
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• 제36권6호
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• pp.619-624
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• 2012

본 논문에서는 원통형 다공성 유리막을 이용한 전기삼투 펌프의 실험적 연구를 수행하였고, 장시간 작동을 평가하였다. 전기삼투 펌프의 성능은 탈이온수와 1 mM 붕산염 완충액을 이용하여 최대유량, 최대전류, 그리고 최대압력으로 표현하였다. 최대유량, 최대전류, 그리고 최대압력은 모두 이론에서 예측하는 것과 같이 전압이 증가할 때 선형적으로 증가하였다. 최대유량을 유체의 펌핑면적과 적용 전압으로 나눈 표준화 유량을 사용하여 원통형 다공성 유리막을 이용한 전기삼투 펌프와 평면형 다공성 유리막을 이용한 전기삼투 펌프의 성능을 비교하였다. 표준화 유량은 원통형 다공성 유리막을 이용할 때 평면형 다공성 유리막보다 대략 1.5 배 높은 값을 가졌고, 이는 원통형 다공성 유리막과 평면형 다공성 유리막의 기하학적 부분의 차이에 의한 것으로 판단되었다. 표준화 유량 값을 이용하여 동일한 전기삼투 펌프 부피에서 두 다공성 막을 비교하면, 원통형 전기삼투 펌프는 평면형 전기삼투 펌프에 비해 최대 원주율만큼의 펌핑면적을 증가할 수 있으므로 5 배 높은 유량을 얻었다. 원통형 전기삼투 펌프의 내부 전극에서 전기분해에 의해 발생하는 가스들은 나피온 튜브를 통하여 효과적으로 배출되었고, 이로 인해 3 시간 이상의 작동에서 성능의 감소는 발생되지 않았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.69-77
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• 2000

본 연구에서는 전기삼투 배수와 제타포텐셜과 상관성을 규명하고자 하였다. 실험으로 직경 10cm, 길이 16cm의 원형 압밀시료에 일정 전압경사법으로 1V/cm의 직류접압을 가하여 0, 500, 3000 ppm의 납농도와 0, 230, 2300, 23000 ppm의 염분농도에서 각각 12일 과 14일 동안 전지삼투 배수량을 측정하였고, 같은 농도에서 kaolinite 현탁액의 제타포텐셜을 pH2부터 14범위에서 측정하였다. 실험결과 제타포텐셜은 전해질 농도와 pH 변화에 의존적이고, 전기삼투 투수계수와 비례관계가 있음을 확인할 수 있었다. 제타포텐셜에 따른 전기삼투 배수량과 비교한 결과, 전해질 농도가 낮을수록 제타포텐셜은 음의 값은 크고, 전기삼투 배수량도 더 증가하였다.

• 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.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1996년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.135-140
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• 1996

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.131-142
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• 2003

본 논문은 점성토 지반에 동전기 공법을 적용할 때 지반내에서 발생하는 현상과 그 특성을 고려하여 전기삼투 현상을 예측하고자 하였다. 이를 위하여 납으로 오염된 카올린에 대해 실내실험을 수행하여, 동전기 처리 동안 변화하는 시료의 전압, 전류, 제타포텐셜, pH분포 등의 물리 화학적 현상 간 상관성을 고려한 전기삼투 유한차분 수치 해석 프로그램을 개발하여 실험 결과와 비교하고 각 현상을 검토하였다. 그 결과, 전기삼투 흐름은 점토의 화학적 특성과 전기적 특성 변화에 매우 민감하였다. 간극수의 이온 농도가 증가하면 흐름속도는 감소하였으며, 시간에 따라 배수량은 감소하였다.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.272-278
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• 2023

이 연구에서는 전류밀도와 전기삼투 현상이 전기투석(electrodialysis, ED)의 탈염성능에 미치는 영향을 분석하였다. 농축액의 농도를 10~200 g/L로 변화시키면서 정전압 조건에서 ED 실험을 진행하였다. ED 운전과정에서 스택에 공급되는 전류밀도와 전하량, 희석액과 농축액의 농도, 그리고 전기삼투에 의한 물 이동량을 측정하여 탈염성능을 분석하였다. 농축액의 농도가 증가함에 따라 이온교환막의 선택성이 감소하여 전류효율이 감소하였다. 또한 전류효율은 스택에 공급되는 전류밀도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 전류밀도가 15 mA/cm² 이상에서는 역 확산이 억제되어 전류효율이 증가하였다. ED 운전과정에서 전기삼투에 의한 물 이동량을 분석하였다. 물 이동량은 농축액과 희석액의 농도비에 비례하여 증가하는 것을 알 수 있었다. 농도비가 100 이상에서는 삼투압에 의한 물 이동량이 급격히 증가하여 200 g/L 이상의 농축액을 얻는데 한계가 있는 것으로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.69-71
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• 2001

본 논문에서는 FACS(fluorescence activated cell sorting)의 초소형화를 위한 미세 유체소자들을 플라스틱 기판에 집적하여 제작하고 전기삼투를 이용해서 세포가 일렬로 이송되는 특성을 시험한다. 제작된 미세 유체 소자는 유리 하부 기판과 플라스틱 상부 기판 및 전원장치로 구성된다. 상부기판은 세포를 주입하기 위한 샘플 측 레저버와 세포를 운반 및 일렬 이송이 가능하게 하는 버퍼를 저장할 두 개의 레저버가 있고 이들이 배출되는 레저버로 구성된다. 마이크로머시닝 기술을 이용하여 실리콘 기판 위에 미세 채널 몰드를 제작한 후 PDMS(polydimethylsiloxane)로 주물을 제작한다. $O_2$ 플라즈마를 이용하여 유리 기판과 PDMS 주물을 접합하며 제작된 채널에 적색 잉크와 bead를 샘플 측에 충전하고 버퍼 측에 sodium borate를 충전한 후 전기삼투로 구동시킨다. bead가 일렬로 이송되도록 전장을 조절하고 이때의 유속과 유량을 측정한다. 다양한 전장에 따른 실험을 통하여 채널의 구조를 최적화한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권7호
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• pp.753-757
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• 2012

본 연구에서는 요오드이온과 삼요오드이온의 가역적인 산화환원 반응에 의하여 기포를 생성하지 않는 다공성 유리막 전기삼투펌프의 성능 평가에 대한 연구를 수행하였다. 다공성 유리막 전기삼투펌프의 성능은 유량과 전압으로 측정되었다. 전기삼투펌프의 유량과 전압은 적용 전류가 증가할 때 선형적으로 증가하였고, 전압의 경우 일정 시간 후 작동 유체가 산화환원반응을 할 수 있는 용량의 초가로 인하여 급격히 전압이 증가하는 변이 지점이 발생하였다. 변이시간은 전류의 증가에 의하여 단조적으로 감소하였다. 유량을 표면적으로 나눈 표준화된 유량을 이용하여 다공성 유리막과 이전 나피온 막에서의 펌핑 성능을 비교하였고, 다공성 유리막에서 대략 3 배정도 높은 수치를 가졌다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6B호
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• pp.661-667
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• 2006

본 연구에서는 동전기를 이용한 하수 슬러지 탈수 실험을 실시하였다. 소화 과정을 거치고 탈수과정에 투입되기 전 응집제가 첨가되지 않은 슬러지에 중력 및 가압, 전기삼투 및 전기삼투펄스 기법을 적용하여 탈수 효율을 분석하였으며, 소화 과정을 거치지 않고 농축조에서 배출된 슬러지에 대하여도 동일한 방법으로 탈수 실험을 실시하여 농축 슬러지의 탈수율을 평가하였다. 압력을 가하지 않은 중력 탈수 방식에 직류전기장을 적용한 경우 적용 전압에 비례하여 탈수율이 증가하여 전기삼투에 의한 슬러지 탈수의 가능성이 입증되었다. 그러나, 짧은 시간에 높은 탈수율을 얻기 위해서는 고전압이 필요한 문제점이 대두되었다. 이를 보완하기 위하여 슬러지 내에서 높이에 따른 함수비 변화폭을 줄여줄 것으로 기대되는 펄스 기법을 도입한 결과 실험 중반부터 배출량 및 부피감소량이 정전압에 비해 증가하는 특성을 보여 슬러지 내 함수비가 감소하면서 그 효과가 나타나는 것으로 해석된다. 농축 슬러지에 대한 중력식 및 압력식 전기삼투 탈수 기법도 소화 슬러지와 마찬가지로 높은 탈수율을 나타내어 동전기에 의한 탈수 가능성이 입증되었으며, 소화조 운영 목적 중 화학적인 부분들이 전기 삼투에 의한 탈수에 의해 어느 정도 보완될 수 있는지가 평가된다면 슬러지 처리 공정 및 비용을 단축시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 청정기술
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• 제16권2호
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• pp.145-152
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• 2010

함수매체에 대한 효율적 탈수를 위해 에너지 효율적인 여러 탈수공정이 적용되고 있다. 본 연구에서는 탈수공정에서 에너지 소모를 줄이기 위한 방법으로 적용되고 있는 정전삼투효과를 연구하였다. 정전삼투공정을 연구하기 위한 실험용 정전삼투반응기가 구성되었고 공정변수인 전기장의 형태, 흡수매체의 성질 등의 영향이 조사연구 되었다. 정전삼투공정을 위해 매체에 인가된 전기장은 최대전압 100 V/cm 및 최고주파수 10 kHz 범위를 가진 3가지 파형의 직류전압이 사용되었으며 실험용 흡수매체는 직경 0.18 mm, 0.35 mm, 1.2mm 유리비드로 충진된 모사형 흡수매체를 사용하였다. 운전조건에 따라 차이가 있으나 정전삼투에 의해 최대 6%의 함수제거율을 획득하였으며 제습에 소요전력은 조건에 따라 다르나 약 330~490 cal/g-water의 값을 유지하였다.