• 멤브레인
• /
• 제25권3호
• /
• pp.203-215
• /
• 2015

클로알칼리(CA) 멤브레인법은 이온전도성 고분자전해질을 이용한 염수전기분해공정을 의미하며, 전통적으로는 가성소다와 염소 생산을 목적으로 하고 있다. CA 멤브레인법은 기존 클로알칼리 공정으로 사용되어왔던 수은법 및 격막법에 비해 환경적 유해성이 낮으며, 에너지비용을 상당히 감소시킬 수 있다는 장점을 나타낸다. 본 총설에서는 멤브레인법의 기본개념 및 특징, 핵심기술에 관한 내용을 다루고자 한다. 또한 높은 에너지비용을 갖는 염수전기분해에 대한 에너지 절감효과를 달성하기 위한 시스템 집적화기술, 산소탈분극전극 기술과 이종 기술과의 하이브리드를 통한 고도 CA 시스템기술의 예로서의 이산화탄소 직접전환기술에 대해 논할 것이다. 마지막으로, 멤브레인법에 기반한 국내외 CA 기술동향을 소개할 것이다.

• 멤브레인
• /
• 제26권2호
• /
• pp.152-158
• /
• 2016

클로알칼리(CA) 멤브레인 셀은 대표적인 염수전해 시스템으로서 가성소다와 염소를 생산하는 염수전기분해 프로세스이다. CA 멤브레인 프로세스는 타 공정에 비해 낮은 에너지 소모량을 가져 CA산업에서 가장 선호되는 공정이다. CA프로세스에 사용되는 과불소계 술폰화 이오노머막은 CA프로세스의 핵심구성 요소이며, 양이온을 선택적으로 이동시키는 역할 및 배리어적인 역할을 제공한다. 하지만, CA 구동을 위해 충족되어야 하는 요소들에 대한 정보가 제한적이기 때문에 알맞은 CA분리막 적용을 위한 제품 간의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 실제 셀 구동을 바탕으로 하여 상용 고불소계 분리막의 이온전도경향 및 전기화학적 성능 등을 평가하였다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
• /
• 제14권2호
• /
• pp.105-119
• /
• 2023

The electrochemical chlorine evolution reaction (CER) is an important electrochemical reaction and has been widely used in chlor-alkali electrolysis, on-site generation of ClO^-, and Cl₂-mediated electrosynthesis. Although precious metal-based mixed metal oxides (MMOs) have been used as CER catalysts for more than half a century, they intrinsically suffer from a selectivity problem between the CER and parasitic oxygen evolution reaction (OER). Hence, the design of selective CER electrocatalysts is critically important. In this review, we provide an overview of the fundamental issues related to the electrocatalysis of the CER and design strategies for selective CER electrocatalysts. We present experimental and theoretical methods for assessing the active sites of MMO catalysts and the origin of the scaling relationship between the CER and the OER. We discuss kinetic analysis methods to understand the kinetics and mechanisms of CER. Next, we summarize the design strategies for new CER electrocatalysts that can enhance the reactivity of MMO-based catalysts and overcome their scaling relationship, which include the doping of MMO catalysts with foreign metals and the development of non-precious metal-based catalysts and atomically dispersed metal catalysts.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제49권6호
• /
• pp.810-815
• /
• 2011

역삼투막을 이용한 해수담수화 과정에서 발생하는 농축수 내에는 고농도의 $Na^+$ 이온이 포함되어 있으며, 이를 경제성 있는 NaOH 용액으로 회수하기 위해 전기분해를 적용하였다. 실험실 규모의 전기분해장치를 구성하여 실험조건의 변화에 따른 NaOH 용액의 합성농도를 비교하였다. 이온교환막의 종류(CIMS 막, Nafion 막), 이온교환막의 전처리 유무, 농축수의 유입 유속(73 mL/min ~ 200 mL/min), 모의 농축수의 농도(1.5 M ~ 5 M), 전류(1.5 A, 2 A) 등의 인자를 변화시켜 전기분해를 수행한 결과, CIMS 막은 Nafion 막에 비하여 NaOH 용액의 합성효율은 뛰어나지만, 장시간운전 이후에 염소가스에 대한 내구성이 떨어졌다. 또한, 모의 농축수의 $Na^+$ 이온농도와 전류가 높을수록 NaOH 용액의 합성효율은 증가하였으나, 모의 농축수의 유입 유속이 낮을수록 합성효율은 증가하였다.