• Title/Summary/Keyword: Alkali-resistance

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알칼리 수전해 적용을 위한 하이브리드 다공성 격리막 제조 및 특성평가 (Preparation and Evaluation of Hybrid Porous Membrane for the Application of Alkaline Water Electrolysis)

  • 한성민;임광섭;정하늘;김도형;남상용
    • 멤브레인
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    • 제31권6호
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    • pp.443-455
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    • 2021
  • 본 연구에서는 낮은 막 저항을 가지는 알칼리 수전해 시스템 적용을 위한 격리막 제조를 위하여 PPS (Polyphenylene sulfide)를 지지체로 사용하고 Polysulfone과 무기물 첨가제를 이용하여 격리막을 제조한 뒤, 지지체의 두께와 다공도에 대한 영향을 분석하였다. 지지체로 사용된 PPS 펠트를 온도(100℃, 150℃, 200℃)와 압력(1톤, 2톤, 3톤, 5톤)의 변수를 두어 압축을 진행하여 두께를 조절하고자 하였으며, 무기입자로서 친수성이 높고 내알칼리성이 뛰어난 BaTiO3와 ZrO2를 사용하여 polysulfone과 함께 슬러리를 제조하고 압축한 PPS 펠트 위에 캐스팅하여 다공성 격리막을 제조할 수 있었다. 전자주사현미경(SEM)을 통해 압축 조건에 따른 분리막의 모폴로지 변화를 확인하고, 기공도를 계산하였으며, 압축 조건이 증가할수록 두께와 기공도가 감소하는 경향을 확인하였다. 수전해용 격리막으로서 사용이 가능한지를 확인하기 위하여 다양한 특성 평가를 진행하였다. 기계적강도를 측정한 결과 압축 조건(온도와 압력)이 증가할수록 인장강도가 점차 증가하는 경향을 확인하였다. 최종적으로 내알칼리성 테스트를 통하여 제조한 다공성 격리막이 우수한 내알칼리성을 가지는 것을 확인하였고, I-V 테스트를 통하여 100℃와 150℃ 조건에서 압축된 막들이 기존의 압축하지 않은 막보다 낮은 전압을 가지며 성능이 향상되었다는 것을 확인하였다.

플라이애시를 활용한 알칼리 활성화 내화성 마감재의 내부구조 분석 (Analysis of Internal Structure in Alkali-Activated Fire Protection Materials Using Fly ash)

  • 송훈;추용식;이종규
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.104-112
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    • 2012
  • 플라이애시의 주요 성분은 $SiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$로서 이들 세 성분이 전체의 80~90%를 차지한다. 최근 알칼리 자극제를 활용하여 플라이애시를 활성화하여 제조한 결합재에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 알칼리 활성화 반응에 의한 결합재는 시멘트 수화생성물인 C-S-H와 수산화칼슘을 형성하지 않으므로 $500^{\circ}C$이상에서도 현저한 강도저하 현상이 발생하지 않기 때문에 효율적인 내화성 마감재를 제조할 수 있다. 본 연구는 플라이애시를 활용하여 알칼리 활성화 결합재를 제조하고 고온에서의 내부구조 분석을 통하여 고온에서 안정한 재료임을 확인하고 내화성 마감재로의 적용에 대한 효용성을 확인할 수 있었다.

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무(無)시멘트 알칼리 활성(活性) 모르타르의 수축(收縮) 및 내구성(耐久性) 평가(評價) (Evaluation on the Shrinkage and Durability of Cementless Alkali-Activated Mortar)

  • 고경택;류금성;이장화;강현진
    • 자원리싸이클링
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    • 제20권3호
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    • pp.40-47
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    • 2011
  • 본 논문에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 고로슬래그를 단독으로 사용한 배합과 고로슬래그와 플라이애쉬를 혼합한 배합의 강도, 수축 및 내구성에 대해 검토하였다. 그리고 비교를 위해 보통포틀랜드시멘트를 사용한 일반 모르타르에 대해서도 동일한 실험을 수행하였다. 그 결과, 알칼리 활성 모르타르는 일반 시멘트 모르타르에 비해 강도발현, 수축 및 동결융해 저항성 측면에서 우수한 것으로 나타났다. 특히 고로슬래그와 플라이애쉬를 혼합사용한 경우에는 압축강도 60 MPa 이상 달성이 가능하고, 일반 시멘트 모르타르에 비하여 수축량은 40% 정도 감소하고 동결융해 저항성은 20% 정도 향상되나, 탄산화 속도는 2~3배 촉진되는 것으로 나타났다.

알칼리활성화제 치환율에 따른 무시멘트 다공성 콘크리트의 물리·역학적 특성 (Physical and Mechanical Properties of Non-Cement Porous Concrete with Alkali-Activator Contents)

  • 김동현;김춘수;박찬기
    • 한국농공학회논문집
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    • 제55권2호
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    • pp.59-64
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    • 2013
  • The present study is to evaluate physical and mechanical properties of porous concrete having non cement that mainly causes carbon emission. This study aims to explore eco-friendly concrete technology capable of reducing the amount of carbon emission due to the use of normal cement by substituting it with non cement porous concrete to which alkali-activator and blast-furnace slag powder are impregnated. As experimental variables, 5 %, 6 %, 7 %, 8 %, 9 % and 10 % of alkali-activator were substituted as binders and applied. Testing evaluated in this study were pH value, void ratio, compressive strength and residual compressive strength shown after being immersed in $H_2SO_4$ solution and $Na_2SO_4$ solution. The test results were compared with those tested with the use of porous concrete to which 400 $kg/m^3$ of unit cement amount was applied as binder. In consequence, it was concluded that; as for pH value, it was decreased than was the case in which cement was used, but increased with the more the use of alkali activator; as for void ratio and compressive strength, the mix proportion in which 9 % and 10 % of alkali activator were applied in terms of substitution ratio showed the result similar to the mixture in which 400 $kg/m^3$ of unit cement ratio was applied; and, as for residual compressive strength in the case of being immersed in $H_2SO_4$ solution and $Na_2SO_4$ solution, the compressive strength was increased, thus leading to improved chemical resistance.

알카리 금속염으로부터 대전방지용 수분산 폴리우레탄 코팅용액 제조 (Preparation of Waterborne Polyurethane Coating Solutions with Antistatic Property from Alkali Metal Salts)

  • 홍민기;김병석;이용운;송기창
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권3호
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    • pp.427-434
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    • 2012
  • Poly (carbonate diol)과 isophrone diisocyanate 그리고 dimethylol propionic acid로 부터 NCO/OH 몰 비를 0.8, 1.1, 1.3으로 각각 조절하여 수분산 폴리우레탄(waterborne polyurethane dispersion, PUD)을 합성하였다. 이 용액에 알카리 금속염인 $LiClO_4$, $NaClO_4$, $KClO_4$를 첨가하여 대전방지용 수분산 폴리우레탄 코팅 용액을 제조하였다. 이 과정에서 첨가되는 알카리 금속염의 첨가량과 종류가 코팅 도막의 표면저항에 미치는 영향을 살펴보았다. 알카리 금속염의 첨가량이 증가될수록 코팅 도막의 표면저항은 감소하였다. 그러나 PUD에 같은 양의 알카리 금속염이 첨가될 경우에는 $LiClO_4$ > $NaClO_4$ > $KClO_4$의 순서로 코팅 도막의 이온 전도도가 우수함을 알 수 있었다. 또한 PUD 내의 NCO/OH 몰 비가 증가함에 따라 코팅 도막의 표면저항이 증가하여 이온 전도도가 감소하였다.

쌀의 KOH 농도별 붕괴양상에 따른 품종변이 해석 (Analysis of Varietal Variation in Alkali Digestion of Milled Rice at Several Levels of Alkali Concentration)

  • 최해춘;손영희
    • 한국작물학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.31-37
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    • 1993
  • 우리나라 주요 벼 재배품종 및 신육성계통(자포니카: 25품종, 통일형:8품종)에 대한 쌀 알칼리 붕괴성의 품종적 특이성을 분시검토하여 보고자 KOH 농도를 0.8-1.8까지 0.2% 간격으로 처리하여 농도별 쌀의 알칼리 붕괴반응을 조사하고 주성분분석법을 적용하여 품종적 유형을 분류하였다. 주성분분석에서 상위 2개 주성분치의 변이가 전변이량의 92%을 차지하였고 제1 및 제2 주요분치 좌표상의 품종분포에 따라 크게 4개 유형으로 군집화 시킬 수 있었다. 제 I 군에서는 전 KOH 농도에 걸쳐 거의 비슷하게 알칼리 붕괴성(ADV)가 낮은 도봉벼만 유일하게 분포하였고, 제 II군에는 1.4% KOH 농도에서 중간정도의 ADV 이면서 고-저 알칼리 농도 ADV간차가 중도인 백운찰벼, 신선찰벼 및 수원 34002 등 찰벼가 포함되어 있었다. 제 III군에는 1.4% KOH 농도에서 중-중고의 ADV 이면서 저-고 KOH 농도간 ADV 변화가 심했던 대부분의 통일형 품종과 자포니카 조생계가 분포되어 있었고 육도농림찰 001와 한강 찰벼등은 이 유형에 포함되어 있었다. 제 IV군에는 1.4% KOH 농도에서 ADV가 중고이상으로 높으면서 고-저 알칼리 농도 ADV간차가 중-중고인 중생 및 중만생 자포니카 품종들이 주로 분포 하였으며 조생인 금조벼가 이 유형에 속하였다. 여기서 제 1 주성분은 전 알칼리 농도에서 평균적으로 표현되는 붕괴성 정도였고 제 2 주성분은 저-고 KOH 농도의 ADV간 차 또는 KOH 농도에 따른 ADV 변화의 회귀계수와 밀접하게 관련된 요소였다. 1.2%-1.4% KOH 농도에서의 ADV는 저-고 KOH 농도간 ADV차와 2차 곡선 회귀계수를 나타내었다.

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Improvement of Strength and Chemical Resistance of Silicate Polymer Concrete

  • Figovsky, Oleg;Beilin, Dmitry
    • International Journal of Concrete Structures and Materials
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    • 제3권2호
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    • pp.97-101
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    • 2009
  • It has been known that acid-resistant concretes on the liquid glass basis have high porosity (up to 18${\sim}$20%), low strength and insufficient water resistance. Therefore they can not be used as materials for load-bearing structural elements. Significant increasing of silicate matrix strength and density was carried out by incorporation of special liquid organic alkali-soluble silicate additives, which block of superficial pores and reduces concrete shrinkage deformation. It was demonstrated that introduction of tetrafurfuryloxisilane additive sharply increases strength, durability and shock resistance of silicate polymer concrete in aggressive media. This effect is attributable to hardening of contacts between silicate binder gel globes and modification of alkaline component owing to "inoculation" of the furan radical. The optimal concrete composition with the increased strength, chemical resistance in the aggressive environments, density and crack resistance was obtained.

개질 슬래그 기반 알칼리 활성 콘크리트의 기본 물성 연구 (Fundamental Study of Alkali-Activated Concrete Properties based on Modified Slag)

  • 안지환;전성일;권수안
    • 한국도로학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.1-11
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    • 2015
  • PURPOSES : This study set out to investigate the fundamental properties of alkali-activated concrete (AAC) using modified slag as the pavement maintenance material. METHODS: The material properties of modified slag based alkali-activated concrete (MSAAC) were analyzed and evaluated against those of alkali-activated slag concrete (AASC). Several mix formulations were considered, including one MSACC and four AASCs. The main variables considered in the study were slump, air content, compressive strength, rapid chloride permeability test, scaling resistance, freeze-thaw test, XRD, SEM, and EDS. RESULTS: MSAAC exhibits a compressive strength in excess of 21 MPa six hours after curing. Also, the charge passed of the MSACC was found to be less than 2000 coulombs after seven days and about 1000 coulombs after 28 days. The weight loss determined from a scaling test did not exceed $1kg/cm^2$ in the case of the MSACC, but that of the AASCs had already exceeded $1kg/cm^2$ at the 10th cycle. Based on the results of the freeze-thaw test, the relative dynamic modulus of every mix was found to be in excess of 90%. An energy dispersive spectroscopy(EDS) analysis found that the weight rate percentage of the calcium and aluminum in the MSAAC mix is twice that of the AASC mixes. CONCLUSIONS : It was found that the MSAAC mix exhibits significantly better performance than AASC mixes, based on various fundamental properties.

황에 저항성을 가지는 수성가스 전환반응 촉매의 연구 II. CoMo 촉매의 활성에 미치는 알칼리 금속염의 영향 (A Study on the Sulfur-Resistant Catalysts for Water Gas Shift Reaction II. Effect of Alkali Metal Salt on the Activity of CoMo Catalyst)

  • 김준희;이호인
    • 대한화학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.696-702
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    • 1998
  • 황피독에 저항성을 가지는 수성가스 전환반응용 CoMo 계열 촉매에 알칼리금속염 첨가가 반응활성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 알칼리금속염의 음이온과 양이온의 각각에 대한 영향을 알아보기 위하여 크게 두 경우로 나누어 촉매를 제조하였다. 그 하나는, 양이온을 K로 고정시키고 음이온을 변형시킨 경우로서, 반응활성의 변화는 BET 표면적의 변화로 설명되었다. 다른 한 경우는, 음이온을 $NO_3^-$로 고정시키고 알칼리금속 이온을 변형시킨 경우로서, Li가 첨가된 촉매의 활성이 가장 뛰어났으며 다른 양이온의 경우에는 서로 비슷한 낮은 활성을 보였다. 알칼리금속의 첨가량의 변화에 따른 BET 표면적의 변화와 반응활성의 변화가 같은 경향을 보였다. 알칼리금속염의 양이온을 변화시킨 경우에는 BET 표면적과 정8면체 배위구조 속의 $Mo^{6+}$에 대한 정4면체 배위구조 속의 $Mo^{6+}$의 비, 즉 $Mo^6+[T]/Mo^{6+}[O]$ 값의 복합적인 관계를 통해 반응활성의 변화를 설명할 수 있었다.

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전자빔조사를 이용한 술폰화 폴리아릴렌 에테르 술폰-g-술폰화 폴리스틸렌 분리막 제조 및 염수전기분해 특성평가 (Sulfonated poly(arylene ether copolymer)-g-sulfonated Polystyrene Membrane Prepared Via E-beam Irradiation and Their Saline Water Electrolysis Application)

  • 차우주;이창현
    • 멤브레인
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    • 제26권6호
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    • pp.458-462
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    • 2016
  • 염수전기분해(saline water electrolysis) 또는 클로로-알칼리 막공정(chlor-alkali membrane process)은 양이온교환막과 전극으로 구성되는 전해셀에 전기를 가하여, 고순도(> 99%)의 고부가가치 화합물(예 : 염소, 수소, 수산화나트륨)을 직접 제조하는 화학공정이다. 염수전기분해의 경제성은 동일한 양의 화합물을 생산하기 위해 투여되는 에너지 소비량을 저감시킴으로 달성될 수 있다. 이러한 이슈는 전해질이나 전극의 고유 저항을 줄이거나, 전해질과 전극 사이의 계면 저항을 감소시킴으로 달성시킬 수 있다. 본 연구에서는 전자빔 동시조사법을 사용하여, 높은 화학적 안정성을 지닌 탄화수소계 술폰산 이오노머 막의 표면에 높은 이온선택성을 갖는 고분자를 접목 시키는 시도가 이루어졌다. 이를 통해, 고분자 전해질 막의 이온전도성을 보완함과 동시에, 전극과의 계면 저항을 감소시켜, 전기화학적 효율 향상이 이루어짐을 관찰하였다.