• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.1-8
• /
• 2006

인쇄회로기판이나 플라스틱 패키지 등 다양한 전자소자 부품내 배선간 간격이 갈수록 좁아짐에 따라 최근 많이 발생하고 있는 electrochemical migration(ECM) 현상은 양극에서 이온화된 금속에 의한 conductive anodic filament(CAF) 및 덴드라이트와 같은 전도성 필라멘트의 성장으로 인해 전자부품의 절연파괴를 일으키고 있다. 본 연구에서는 공정조성 Sn-37Pb솔더 합금의 ECM 거동과 부식특성 사이의 연관성 평가를 통해 ECM 우세원소를 파악하기 위해 D.I Water 및 NaCl 용액에서 Water Drop Test(WDT)와 분극실험을 실시하여 서로 비교하였다. WDT 실시 결과 공정조성 Sn-37Pb 솔더 합금에서 Pb-rich 상이 Sn-rich 상보다 우선적으로 양극 패드에서 녹아나서 상대적으로 ECM 저항성이 낮았으며, 음극패드에서 자라난 덴드라이트에도 Pb가 훨씬 많이 존재하였다. NaCl에서의 분극실험 결과 전기화학적으로 부동태 피막을 형성하는 Sn에 비해 Pb의 부식속도가 크게 나타났으며, WDT의 결과와 같은 경향을 보였다. 따라서 공정조성 SnPb 솔더 합금의 부식저항성과 ECM 저항성 사이에는 좋은 상관관계가 존재한다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제49권4호
• /
• pp.480-484
• /
• 2011

본 연구에서는 원료 유지로 산가 0.68 mgKOH/g, 수분 함량 0.09%, 고형물 함량 0.13%, 인 함량 40 ppm가량의 crude canola oil을 바이오디젤의 원료유로 활용하기 위하여 인 함량을 10 ppm 이하로 낮추는 탈검 공정을 수행하였다. Crude canola oil을 바이오디젤의 원료유로 사용하기 위해 수용성 탈검과 phospholipase A2를 탈검제로 하는 효소 탈검 공정을 비교하는 실험을 수행하였으며, 분석 결과를 바탕으로 바이오디젤의 원료유로써 조건을 만족시키는 탈검 방법을 선정하고 반응 조건을 확립하였다. 수용성 탈검의 경우에는 증류수 사용량 oil 대비 2 wt%, 반응온도 $30^{\circ}C$, 교반 속도 900 rpm에서 탈검 효율이 다른 조건에 비하여 높았으며, 반응 시간은 30분이 가장 효과적인 것으로 나타났다. Phospholipase A2를 탈검제로 사용하는 효소 탈검의 경우에는 인 함량결과를 보면 모든 조건에서 비슷한 탈검 효율을 나타내었다. 그리하여 산가 분석을 실시한 결과, 효소 투입량 oil 대비 90 ppm, pH 5, 반응 온도 $50^{\circ}C$에서의 탈검 효율이 다른 조건과 비해 우수하였다. 수용성 탈검과 효소 탈검을 비교해 보면, 효소 탈검이 효율이 높았으나 바이오디젤의 원료유를 생산하는 목적의 경우, 반응시간, 공정의 경제성을 고려할 때 수용성 탈검을 선택하는 것이 유리하다고 판단되었다.

• 청정기술
• /
• 제18권1호
• /
• pp.63-68
• /
• 2012

본 연구에서는 베이어공정에 의해서 수산화알루미늄($Al(OH)_3$)을 합성하였으며, 고순도 알루미나를 합성하기 위하여 염산 및 초산과 같은 산성용액을 사용하여 $Al(OH)_3$에 함유된 나트륨을 제거하였다. 호주의 퀸즐랜드 주에서 생산된 보크사이트가 베이어공정에 의해 알루미나를 합성하기 위해 사용되었으며, 보크사이트는 attrition mill을 이용하여 10 ${\mu}m$ 이하의 분말로 분쇄하여 사용되었다. 보크사이트에 함유된 알루미나 성분을 용출하기 위하여 분쇄된 보크사이트를 5 N의 NaOH 수용액으로 처리하였으며, 고압반응기 내에서 보크사이트로부터 알루미나의 용출은 $140^{\circ}C$, 3.4 atm에서 수행되었다. 용출 후 고체시료인 레드 머드는 여과에 의해서 액체시료와 분리되었다. 보크사이트와 여과된 레드 머드에 함유된 알루미늄 함량과 구조변화를 XRD와 EDX로 분석하였다. 또한 분리된 용액에 함유된 알루미나는 씨드 물질로 사용된 $Al(OH)_3$의 첨가에 위해서 $Al(OH)_3$로 결정화되었다. 결정화 과정에서 얻어진 $Al(OH)_3$는 증류수에 의해서 수차례 수세과정으로 정제되었다. 또한 산성 용액에 의해서 $Al(OH)_3$에 함유된 나트륨이 제거되는 것을 확인되었다. $Al(OH)_3$ 분말의 순도는 물에 의한 세정으로 99.3%로 생산되었고, 산 처리에 의해서 나트륨의 함량은 약 0.009% 정도로 감소되었다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.899-904
• /
• 2004

압출성형공법을 이용한 수삼의 전처리를 통한 추출수율의 향상과 최적조건에서 열수 추출한 인삼추출액의 첨가량을 달리하여 저온압출공정으로 제조한 구형과립의 입자분포, 마모율, 용적밀도, 진동밀도, 압축지수와 용출패턴을 결정하였다. 열수추출수율에서 수삼을 압출성형할 때 수분함량이 가장 유의적으로 영향을 미쳤다. 수분함량의 감소와 함께 스크류 회전속도가 증가할수록 압출성형 수삼의 추출수율이 크게 증가하였다. 추출수율이 최대가 되는 압출성형 공정변수는 수분함량 15%, 스크류 회전속도 250 rpm, 사출구 부위온도 13$0^{\circ}C$였다. 동일한 추출조건에서 15개 압출성형 수삼 시료의 평균 추출수율(43.5%)은 홍삼(38.3%)과 백삼(29.0%) 추출수율과 비교하여 크게 향상되었다. 저온압출공정으로 압출성형 수삼농축액(고형분함량 59.2%)의 농도를 5, 20, 30, 40, 50, 60%로 각각 증류수에 희석한 용액 200 mL과 200 g 미세결정 셀룰로오즈를 이용하여 과립화시킬 수 있는 압출성형 수삼추출액의 최대 농도는 60%였으며 추출액의 증가와 함께 입자수율의 증가, 마모율의 감소, 압출지수의 감소 등으로 입자의 물리적 특성은 구형과립을 젤라틴 캡슐에 포장하여 제품화할 수 있었다. 또한 압출성형 수삼 추출액을 포함한 구형과립으로부터 농축액 성분이 10분 이내에 쉽게 용출되므로 구형과립은 젤라틴 캡슐에 적합하다는 결론을 내릴 수가 있었다.

• 산업식품공학
• /
• 제13권4호
• /
• pp.262-268
• /
• 2009

흑목이 버섯의 자실체로부터 열수추출에 의해 얻은 조다당 분획물은 흑갈색 색소를 함유하였으므로 활성탄에 의한 탈색공정이 검토된 바 있다. 하지만 활성탄에 흡착된 색소 성분의 회수 및 활성탄의 재사용이 필요하였으므로 용매추출법을 이용한 용출 실험을 실시하였다. 증류수, 중성용매(3종) 및 알칼리 용매(4종) 등 8종 용매에 의한 1단 침출 실험 결과, 색소성분의 용해성은 1 M KOH 용액이 가장 우수하였다. 이러한 최적 용매인 1M KOH 용액을 이용하여 용액의 부피 및 시간에 따른 용출효과를 조사한 결과, 용액의 부피는 활성탄 1 g당 45 mL에서 최적의 용출량을 보였으며, 10분 이내에 빠르게 용출평형에 도달하였고, 용출공정의 용출속도는 2차 속도식으로 나타낼 수 있었다. 또, 25$^{\circ}C$에서 1 M KOH 용액에 의한 다단침출의 실험 결과, 7단계 침출에서 최종 용출효율은 88.9%이었다. 그러나 온도가 증가할수록 용출효율이 급격히 높아져 95$^{\circ}C$에서는 단일용출만으로 82.6%의 용출효율을 보였다. 한편, 용출후의 재사용된 활성탄의 흡착효율(75.3%)은 신선한 활성탄 (78.5%)과 거의 비슷하였고, 다당 정제율도 거의 비슷하여 (1.21-1.25배) 재생 가능함을 보였다. 따라서, 흑목이 버섯의 흑갈색 성분의 탈색 후 흡착된 활성탄으로부터 용매추출을 이용한 효율적인 색소성분의 회수 및 활성탄 재생 공정의 가능성이 확인되었다.

• 멤브레인
• /
• 제32권2호
• /
• pp.163-171
• /
• 2022

알코올의 탈수를 위하여 에너지 다소비 공정인 증류 공정을 투과증발 막 공정으로 대체하려는 연구가 많이 진행되어져 왔다. 대표적인 투과증발 막인 PDMS 분리막에 대한 시간의존적 분리 거동은 분리 메카니즘의 이해에 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 50 wt% 에탄올-물 혼합용액에 대하여 50℃에서 막면적 1194 cm²인 PDMS/PSF 분리막 모듈의 시간의존적인 투과증발 분리 거동을 고찰하였다. 총 유속과 에탄올/물 분리계수는 투과증발 시간이 증가함에 따라서 초기에 증가하다가 다시 감소하였다. 초기 분리성능의 증가는 건조한 PDMS 분리막에 에탄올이 용해되는데 시간이 걸리기 때문이며, 후기 분리성능의 감소는 주입 탱크의 에탄올 농도가 시간에 따라서 감소하기 때문에 나타나는 현상이었다. 따라서 본 연구로부터 PDMS 분리막을 통한 에탄올의 투과는 용해-확산 메카니즘에 의해 발생된다는 것이 재확인되었다.

• 멤브레인
• /
• 제33권4호
• /
• pp.181-190
• /
• 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 Ti₃C₂T_x, 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.

• 청정기술
• /
• 제30권1호
• /
• pp.28-36
• /
• 2024

전기차의 수요가 증가함에 따라 리튬이온전지의 시장 또한 급증하고 있다. 리튬이온전지의 배터리 수명은 제한되어 있으며, 수명을 다한 배터리의 교체 필연적이므로 폐리튬이온전지 배터리가 발생하게 된다. 이에 리튬이온전지 중 폐리튬인산철(LiFePO₄, 이하 LFP라고 함) 양극재 분말에서부터 리튬은 선택적으로 선침출하고 인산철(FePO₄) 분말을 회수하였다. 회수된 인산철 분말은 탄산나트륨(Na₂CO₃) 분말과 혼합하여 열처리하여 그 결정상을 확인하였다. 열처리 온도를 변수로 하였고, 이후 증류수를 이용하여 수침출 후 각 성분의 침출률 및 분말 특성을 비교하였다. 본 연구에서 리튬은 약 100% 침출률을 보였고 800 ℃에서 열처리한 분말의 경우 인이 약 99% 침출되었으며, 침출 잔사는 Fe₂O₃ 단일 결정상으로 확인되었다. 따라서 본 연구에서는 폐LFP 분말로부터 리튬, 인 그리고 철 성분을 개별적으로 분리 및 회수할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제33권3호
• /
• pp.21-29
• /
• 2024

전 세계적으로 탄소 중립 전략에 따른 탈탄소화와 관련하여 전기자동차의 수요가 급증하고 있다. 전기자동차의 주요 부품인 리튬이온 배터리의 수요 또한 급증하게 되었고, 이는 폐배터리의 발생으로 이어진다. 이에 폐배터리를 재활용하여 유가 금속을 회수하기 위한 연구가 수행되고 있으며, 본 연구에서는 폐LFP 배터리의 양극재로부터 리튬을 선택적으로 선침출 및 회수하고자 하였다. 양극재 분말 내 포함된 바인더를 제거하여 반응 표면적 증대 및 반응성을 높이기 위하여 대기 및 질소 분위기 그리고 다양한 온도 범위에서 열처리하였고, 이후 기계화학적(Mechanochemical) 공정을 통하여 수침출 하였다. 먼저, 열처리 후 분말을 과황산나트륨(Na₂S₂O₈)과 기계화학적 반응을 이용하여 가용성 리튬화합물로 전환하였고, 이후 증류수를 이용하여 수침출 하였다. 본 연구에서 열처리를 통한 양극재 분말의 특성 변화를 확인하였고, 최종 질소 분위기에서 열처리하여 모든 온도 범위에서 리튬의 침출율은 약 100%로 선침출할 수 있었다.

• 유기물자원화
• /
• 제18권1호
• /
• pp.104-109
• /
• 2010

본 연구는 hydrothermal 액화공정에서는 유채대를 사용하여 액화공정 적용 시 반응 온도에 따른 Crude oil 전환효율을 비교하였다. 촉매제로 NaOH 및 KOH와 같은 촉매제를 사용하여 반응온도 $180{\sim}320^{\circ}C$범위에서 $20^{\circ}C$간격으로 10분 동안 반응시켰다. 액화공정 시스템은 외부전기화로, 교반기 및 5,000 mL의 반응기로 구성되어 있다. 반응기에 식물체 잔사 160g, 증류수 2,000 mL 및 촉매제를 혼합하였으며, 촉매제량은 식물체 잔사량의 10%(wt/wt) 를 투입하였다. Crude oil생산량은 반응온도 $260{\sim}280^{\circ}C$에서 약 36%로 나타났으며, NaOH의 경우 반응온도 $300^{\circ}C$에서 전환효율이 NaOH와 비슷함을 보였다. 촉매제별 Crude oil에 대한 발열량 변화는 NaOH를 사용한 경우 반응온도가 증가함에 따라 발열량은 감소하였지만, KOH의 경우 발열량은 증가하는 경향을 보였다.