• 폴리머
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• 제35권6호
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• pp.586-592
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• 2011

본 연구에서는 전바나듐 레독스-흐름 전지용 음이온교환막의 제조를 위하여 vinylbenzyl chloride-co-styreneco-hydroxyethyl acrylate(VBC-co-St-co-HEA) 공중합체를 합성하였으며, 아민화 및 가교 반응을 통하여 음이온교환막을 제조하였다. 구조확인을 위하여 FTIR, $^1H$ NMR, TGA, GPC 분석을 하였으며, 음이온교환막의 함수율, 이온교환용량, 전기저항, 이온전도도 및 전바나듐 레독스-흐름 전지의 효율을 측정하였다. 음이온교환막의 이온교환용량, 전기저항, 이온전도도는 각각 1.17 meq/g, $1.9{\Omega}{\cdot}cm^2$, 0.009 S/cm이었으며, 전바나듐 레독스-흐름 전지 효율 실험 결과 충 방전효율, 전압효율 및 에너지효율은 각각 99.5, 72.6, 72.1%이었다.

• 멤브레인
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• 제25권4호
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• pp.310-319
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• 2015

음이온 교환막의 치환체 특성을 파악하기 위하여 탄화수소의 분자구조가 다른 세 종류의 음이온 교환기를 vinyl benzyl chloride (VBC) base 막에 도입하였다. 지방족계로 trimethylamine (TMA), 고리형계로 N-methylpiperidine (MP), 방향족계로 pyridine (Py)은 아민화 반응을 통하여 도입되었다. 각각의 반응속도는 막저항(MER)과 이온교환능력(IEC) 변화의 관측으로부터 Py < MP < TMA의 순서로 반응하고 있음을 보여주었다. 한편 SEM image에서는 Py 치환체 막이 가장 균일하고 치밀한 구조를 보여주었으며, 전기화학적 특성에서도 Py이 상용막(AMX)과 비슷한 막저항($5.0{\Omega}{\cdot}cm^2$ >, in 0.5 mol/L NaCl)을 나타내었다. 이 모든 결과로부터 치환체의 공명구조는 균질한 이온교환막의 제조에 기여하고 있음을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제9권4호
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• pp.574-578
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• 1998

전기화학적 이온교환전극을 양이온 교환수지 Amberlite IRP-64와 결합제로서 Stylen-Buthylene-Rubber (SBR)를 혼합하여 압축성형 방법으로 제작하여, 전극전위와 전해질의 pH에 따른 구리이온의 흡착과 용출특성을 고찰하였다. 흡착공정에서는 -1800 mV에서 최대 흡착속도를 나타내었으며 90분 경과 후,92%의 흡착율을 나타내었다. 용출공정의 경우, 본 실험영역에서는 전위의 증가에 비례하여 용출율은 증가되어 나타났으며, 3600 mV에서 50분 이후 88%의 용출율을 나타내었다. 전기화학적 이온교환 전극 근처의 국부적인 pH 변화는 흡착과 용출공정에 크게 영향을 미치는 것으로 사료되며, 전해질의 pH가 각각 염기성과 산성에서 높은 흡착율과 용출율을 나타내었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제23권4호
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• pp.420-425
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• 1991

SNU 1.5-MV 직렬형 반데그라프 가속기의 헬륨음이온원으로서 Rb 전하교환기를 제작하였다. 교환기의 최적운전조건을 결정하기 위해 특성실험을 수행하였다. Duoplasmatron 이온원에서 인출된 1~10 keV 에너지의 첼륨양이온빔을 Rb 증기속에 통과시킴으로써 2 단계 전하교환반응, 즉 $He^{+}\;+\;Rb\;{\rightarrow}\;He^{\circ\ast}\;+\;Rb^{+}\;과\;He^{\circ\ast}\;+\;Rb\;{\rightarrow}\;He^{-}\;+\;Rb^{+}$에 의해 헬륨음이온을 얻었다 실험결과로부터 헬륨음이온의 최대생성률이 헬륨양이온에너지가 7 keV일때 얻어짐을 알 수 있었다. Oven과 Canal의 최적온도는 각각 $370^{\circ}C{\;}와\;95^{\circ}C$로 결정되었다. 최적동작조건하에서 최대 헬륨음이온 생성률은 $2.42\pm002\;%$이었다. 본 전하교환기는 헬륨음이온생성에 효과적인 장치임이 입증되었다.

• 신재생에너지
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• 제19권2호
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• pp.31-39
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• 2023

Salinity gradient energy can be generated from a mixture of water streams with different salt concentrations by using reverse electrodialysis (RED). In this study, we evaluated the effect of stack size and number of cell pairs on the energy efficiency and specific energy of the RED process. Additionally, we studied the prementioned parameters to maximize the power density of RED. The performance of the RED stack which used a patterned ion exchange membrane, was evaluated as a function of stack size and feed flow rate. Moreover, it was noted that an increase in stack size increased the ion movement through the ion exchange membrane. Furthermore, an increase in feed flow rate led to a reduction in the concentration variation, resulting in an increase in OCV and power density. The energy efficiency and specific energy for 100 cells in the 10 × 10 cm² stack were the highest at 12% and 0.05 kWh/m³, respectively, while the power density from 0.33 cm/s to 5 × 5 cm² stack was the highest at 0.53 W/m². The study showed that the RED performance can be improved by altering the size of the stack and the number of cell pairs, thereby positively affecting energy efficiency and specific energy.

• 한국재료학회지
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• 제33권1호
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• pp.21-28
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• 2023

The electromembrane process, which has advantages such as scalability, sustainability, and eco-friendliness, is used in renewable energy fields such as fuel cells and reverse electrodialysis power generation. Most of the research to visualize the internal flow in the electromembrane process has mainly been conducted on heterogeneous ion exchange membranes, because of the non-uniform swelling characteristics of the homogeneous membrane. In this study, we successfully visualize the electro-convective vortices near the Nafion homogeneous membrane in PDMS-based microfluidic devices. To reinforce the mechanical rigidity and minimize the non-uniform swelling characteristics of the homogeneous membrane, a newly developed swelling supporter was additionally adapted to the Nafion membrane. Thus, a clear image of electroconvective vortices near the Nafion membrane could be obtained and visualized. As a result, we observed that the heterogeneous membrane has relatively stronger electroconvective vortices compared to the Nafion homogeneous membranes. Regarding electrical response, the Nafion membrane has a higher limiting current and less overlimiting current compared to the heterogeneous membrane. Based on our visualization, it is assumed that the heterogeneous membrane has more activated electroconvective vortices, which lower electrical resistance in the overlimiting current regime. We anticipate that this work can contribute to the fundamental understanding of the ion transport characteristics depending on the homogeneity of ion exchange membranes.

• 한국재료학회지
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• 제14권9호
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• pp.627-633
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• 2004

Lithium titanate whiske($Li_{x}Ti_{4}O_9$) was prepared by an ion-exchange reaction. To this end, the initial material, potassium tetratitanate ($K_{2}Ti_{4}O_9{\cdot}nH_{2}O$) was prepared by calcination of a mixture of $K_{2}CO_3\;and\;TiO_2$ with a molar ratio of 2.8 at $1050^{\circ}C$ for 3 h, followed by boiling water treatment of the calcined products for 10 h. Fibrous potassium tetratitanate could be transformed into layered hydrous titanium dioxide ($H_{2}Ti_{4}O_9{\cdot}nH_{2}O$) through an exchange of $K^{+}\;with\;H^{+}$ using 0.075 M HCl. Also, lithium titanate whisker was finally prepared as $Li^{+}\;and\;H^{+}$ ions were exchanged by adding 20 mL of a mixture solution of LiOH and $LiNO_3$ to 1g whisker and stirring for $5\~15$ days. The average length and diameter of the $Li_{x}Ti_{4}O_9$ whiskers were $10\~20{\mu}m\;and\;1\~3{\mu}m$, respectively.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.296-300
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• 2003

다성분 양이온 교환을 위한 평형과 동역학 데이터는 질량 작용 법칙과 표면 착화 모델을 이용하여 수행 및 평가하였다. 양이온 흡착의 평형과 칼럼 실험은 양이온 교환 합성 수지 IRN 77로 H/sup +/, Li/sup +/, Na/sup +/, NH₄/sup +/, Mg²/sup +/ 이용하여 2, 3, 4, 5 성분 양이온 교환을 수행하였다. 질량 작용 법칙과 표면 착화 모델은 이온 선택도와 경쟁적 양이온 교환을 조사하기 위하여 데이터에 대해 시험하였다. 표면 착화 모델은 질량 작용 모델보다 평형과 동역학 실험 데이터를 정확히 예측하였다.

• 폴리머
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• 제31권6호
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• pp.512-517
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• 2007

[ $Co_{60}\;{\gamma}-ray$ ] 방사선 조사법을 이용하여 kapok 섬유에 styrene, glycidylmethacrylate(GMA) 또는 acrylic acid(AAc)를 그래프트 공중합 반응하여 합성한 공중합체의 그래프트율은 단량체의 농도와 방사선 조사량에 따라 증가하는 것으로 나타났으며, 또한 합성된 이온교환 섬유의 도입된 관능기를 확인하고 이온교환 능을 측정하였으며, SEM과 FT-IR을 통하여 이온교환 섬유의 표면과 구조를 분석하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제14권10호
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• pp.919-928
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• 2005

This study introduces the development of new supercritical water oxidation(SCW)(multiple step oxidation) to destruct recalcitrant organic substances totally and safely by using sodium nitrate as an oxidant. This method has solved the problems of conventional SCW, such as precipitation of salt due to lowered permittivity, pressure increase following rapid rise of reaction temperature, and corrosion of reactor due to the generation of strong acid. Destruction condition and rate in the supercritical water were examined using Polyvinyl Chloride(PVC) and ion exchange resins as organic substances. The experiment was carried out at $450^{\circ}C$ for 30min, which is relatively lower than the temperature for supercritical water oxidation $(600-650^{\circ}C)$. The decomposition rates of various incombustible organic substances were very high [PVC$(87.5\%)$, Anion exchange resin$(98.6\%)$, Cationexchange resin$(98.0\%)$]. It was observed that hetero atoms existed in organic compounds and chlorine was neutralized by sodium (salt formation). However, relatively large amount of sodium nitrate (4 equivalent) was required to raise the decomposition ratio. For complete oxidation of PCB was intended, the amount of oxidizer was an important parameter.