• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제8권1호
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• pp.9-16
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• 2003

동전기 정화기술을 이용한 오염토양 정화시에 단점으로 지적되는 $10^{+}$에 의한 전기삼투 흐름의 유속 저하와 $OH^{-}$에 의한 중금속의 침전 현상을 감소시키기 위하여 새로운 방법이 제시되었다. 이는 양극과 음극의 전해질을 직접 순환시킴으로서 양극과 음극의 전해질 pH를 조절하여 동전기 정화기술을 적용한 토양 정화시에 오염토양 복원을 위한 조업기간의 연장, 전기경사 증가율의 감소, 그리고 대상 중금속인 납 제거율을 향상시킬 수가 있었다. 이는 전해질의 pH 조절을 통하여 토양 pH를 조절함으로써 가능하였다. 또한 전해질 순환공정을 적용할 경우 유출수가 발생하지 않아 일반적으로 동전기 정화기술의 적용시의 단점으로 지적되는 유출수의 2차 처리에 대한 문제점을 해결하였으며, 유출수의 발생이 제거됨에 따라 조업시에 사용되는 전해질의 사용량 또한 획기적으로 감소시킬 수가 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제1권4호
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• pp.275-289
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• 2009

Electroosmosis (EO) is the movement of water in a porous medium under the influence of a direct current (dc). In past decades, electro-osmosis has been successfully employed in many soil improvement and other geotechnical engineering projects. Metal electrodes, such as steel, copper and aluminum have been used traditionally to conduct current. The shortcoming of these electrodes is that they corrode easily during an EO treatment, which results in reduced effectiveness and environmental concerns. More recently, conductive polymers are developed to replace metal electrodes in EO treatment. Electrical vertical drainages (EVDs) are one of these products under trial. The goal of this study is to assess the performance of EVDs for soil improvement and to further understand the scientific principle of the EO process, including the voltage drop at the soil-EVD interface, electrical current density, polarity reversal, and changes in soil physico-chemical properties generated by electroosmosis. It is found from the study that after 19 days of EO treatment with a constant applied dc electric field intensity of 133 V/m, the soil's moisture content decreased by 28%, the shear strength and pre-consolidation pressure increased more than 400%. It is also found that the current density required triggering the water flow in the soil tested, the Korean Yulchon marine clay, is 0.7 $A/m^2$. The project demonstrates that EVDs can serve as both electrodes and drains for soil improvement in short term. However, the EVDs, as tested, are not suitable for polarity reversal in EO treatment and their service life is limited to only 15 days.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권3호
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• pp.338-343
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• 2019

고분자전해질 연료전지에서 전해질막의 물이동과 함수율은 고분자막의 성능에 많은 영향을 미친다. 본 연구에서는 간단한 방법에 의해 물이동에 관한 고분자막의 물성(전기삼투계수, 물 확산계수)을 측정하고 이들을 이용해 막을 통한 물의 이동량과 이온전도도를 모델식에 의해 모사한 후 실험값과 비교하였다. 물이동의 구동력은 전기삼투와 확산만이 라고 본 1차원 정상상태 지배방정식을 매트랩으로 수치해석하였다. $144{\mu}m$ 두께의 고분자막의 전기삼투계수를 수소펌핑셀에서 구한 결과 1.11을 얻었다. 물확산계수를 상대습도의 함수로 나타냈고 물확산에 대한 활성화에너지는 $2,889kJ/mol{\cdot}K$였다. 이들 계수를 적용해 모사한 물이동량과 이온전도도 결과는 실험값과 잘 일치함을 보였다.

• 공업화학
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• 제34권1호
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• pp.64-68
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• 2023

전기투석에서 농축 공정은 전기 에너지를 이용하여 전해질 수용액 상의 이온의 농도를 증가시키는 기술로, 이온교환막에서 일어나는 이온과 물 분자의 전달 현상에 대해 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 전기투석 시스템에서 고농도 전해질 수용액의 전기 삼투에 의한 농축 현상에 대한 실험을 통해 한계 농축 현상에 대한 변수를 분석한다. 두 가지 전해질 수용액(NaCl 2M / 4M)에 대해 이온과 물 분자의 투과량을 측정해 전기 삼투 현상을 분석하였고, 농축조 대비 탈염조의 부피 비에 따른 한계 농축 현상을 관찰하였다. 실험 결과, 전해질 수용액의 농도가 높을수록 전기 삼투가 감소하였고, 부피 비가 클수록 탈염수의 농도가 높게 유지되기 때문에 한계 농축 농도가 증가하고 비에너지 소모가 감소됨을 확인하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권1호
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• pp.7-13
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• 2006

Phenanthrene 오염토양 정화를 위한 동전기-펜턴 공정에서, 전해질의 종류와 전극반응에 따른 전기삼투유량의 변화와 오염물의 분해율을 관찰하였다. 전압경사는 초기에 감소하였다가 다시 증가하였는데, 이는 전류가 공급됨에 따라 이 온이 토양 내로 유입되어 전도도가 증가하였다가, 전기삼투 및 전기이동 현상에 의해 이온이 유출수를 통하여 빠져 나가 토양 내의 이온 농도가 다시 감소하여 전도도가 감소하였기 때문이다 총 전기삼투유량은 $NaCl>KH_2PO_4>MgSO_4$의 순서로 나타났는데, 이는 같은 몰농도(M)에서 $MgSO_4$의 이온세기가 다른 전해질보다 높았기 때문이다. 과산화수소를 첨가했을 경우는, 첨가하지 않은 경우보다 펜턴 반응에 의한 산화분해로 제거율이 향상되었다. NaCl의 경우, 양극 전극조에서 전극 반응에 의해 생성된 염소 가스($Cl_2$)가 산성조건에서 용해되어 형성된 하이포아염소산 (HClO)이 오염물의 산화분해를 증가시켜 다른 전해질보다 높은 제거율을 나타내었다. 따라서 동전기-펜턴 공정에서 제거율을 향상시키기 위해서는, 전해질이 토양 내에서 동전기적 이동 메커니즘에 미치는 영향과 더불어 양극 전극조에서의 전극 반응에 의한 생성물의 특성 또한 고려되어야 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.885-893
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• 2014

중금속과 총 석유 탄화수소(TPH)로 동시 오염된 복합오염 토양을 정화하기 위해 펜톤 산화와 토양 세정법에 활용되고 있는 $H_2O_2$와 sodium dodecyl surfate (SDS)를 활용하여 강화된 동전기를 연구하였다. 또한, 토양 고유의 특성 차이 및 전극액 농도에 따른 정화 효율의 영향을 확인하기 위해 토양과 농도를 달리하여 실험하였다. 인공적으로 오염시킨 토양에서 10% $H_2O_2$와 20mM SDS를 활용한 실험에서 중금속 정화 효율이 가장 높게 나타났으며, 반면에 같은 농도의 용산 토양 실험에서 토양 고유의 높은 산 완충능력으로 중금속 정화 효율이 떨어졌다. 20% $H_2O_2$와 20mM SDS으로 전극액 농도를 높인 실험을 통해 높은 전류는 토양의 pH에 영향을 주었으며, 이로 인해 중금속 정화에 영향을 미쳤다. TPH의 정화 효율의 경우 용산토양의 높은 산 완충능력과 유기물 함량으로 인해 인공적으로 오염시킨 토양에 비해 산화 효율이 저하되었다. 게다가 40mM의 sodium dodecyl surfate (SDS)의 농도가 주입될 경우, SDS의 scavenger 영향 때문에 TPH 정화에 악영향을 주었다. 토양 고유의 구성성분 및 전극액 농도가 동전기-펜톤 공정의 전기화학적 현상 및 전기삼투유량, 오염물질 정화에 매우 큰 영향을 주는 인자로 판명되었다.

• Journal of Pharmaceutical Investigation
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• 제38권6호
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• pp.373-380
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• 2008

In order to develop optimal formulation and iontophoresis condition for the transdermal delivery of levodopa, we have evaluated the effect of two permeation enhancers, ethanol and oleic acid in microemulsion, on transdermal delivery of levodopa. In vitro flux studies were performed at $33^{\circ}C$, using side-by-side diffusion cell and full thickness hairless mouse skin. Current density applied was $0.4\;mA/cm^2$ and current was off after 6 hours application. Levodopa was analysed by HPLC at 280 nm. The o/w microemulsions of oleic acid in buffer solution (pH 2.5 & 4.5) were prepared using oleic acid, Tween 80 and ethanol. The existence of microemulsion regions were investigated in pseudo-ternary phase diagrams. Contrary to our expectation, cumulative amount of levodopa transported from microemulsion (pH 2.5) for 10 hours was similar to that from aqueous solution in all delivery methods (passive, anodal and cathodal). When pH of the micro-emulsion was pH 4.5, cumulative amount of levodopa transported for 10 hours increased about 40% (anodal) to 50% (cathodal), when compared to that from aqueous solution. Flux from pH 4.5 microemulsion showed higher value than that from pH 2.5 in all delivery methods. These results seem to indicate that electroosmosis plays more dominant role than electrorepulsion in the flux of levodopa at pH 2.5. The effect of ethanol on iontophoretic flux was studied using pH 2.5 phosphate buffer solution containing 3% or 5% (v/v) ethanol. Flux enhancement was observed in passive and anodal delivery as the concentration of the ethanol increased. Without ethanol, cathodal delivery showed higher flux than anodal delivery. Anodal delivery increased the cumulative amount of levodopa transported 1.6 fold by 5% ethanol after 10 hours. However, in cathodal delivery, no flux enhancement of levodopa was observed during current application and only marginal increase in cumulative amount transported after 10 hours was observed by 5% ethanol. These results seem to be related to the decrease in dielectric constant of the medium and the lipid extraction of the ethanol, which decrease the electroosmotic flow, and thus decrease the flux. Overall, the results provide important insights into the role of electroosmosis and electrorepulsion in the transport of levodopa through skin, and provide some useful informations for optimal formulation for levodopa.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권4호
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• pp.18-25
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• 2005

동전기-펜턴 공정에서 전해질의 농도와 이온세기가 공정효율에 미치는 영향을 파악하기 위하여, 세 가지 전해질(NaCl, $KH_2PO_4,\;MgSO_4$)을 대상으로 전기삼투유량의 변화와 phenanthrene의 분해율을 살펴보았다. 전해질의 농도가 증가할 수록 낮은 전압경사를 나타냈는데, 이는 전해질의 농도 증가에 따라 토양 내의 이온 농도가 증가해 전표가 증가하였기 때문이다. 전해질의 농도가 증가할수록 전기삼투유량은 감소하였는데, 이는 전해질의 농도가 증가할수록 제타포텐셜과 확산이중층의 두께가 감소함으로써 전기삼투유량이 감소하였기 때문이다. 전기삼투유량은 전해질의 종류 에 따라 차이가 거의 없었으며, 이온의 세기에 주로 의존하였다 높은 전기삼투유량에서는 과산화수소와 오염물의 잦은 접촉기회에 기인하여 높은 제거율을 나타내었다. 총 전력소비량은 전해질이 첨가되지 않았을 경우가 0.5 M 일 때 보다 약 10-30배 높았다.0.5 M의 경우 낮은 전력소비량을 나타내었지만, 낮은 전기삼투유량에 기인하여 제거율이 낮게 나타났다. 동전기-펜턴 공정의 최적 전해질 농도 결정시 전력소비량과 제거율을 복합적으로 고려하는 것이 바람직하다.

• 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.