• 자원리싸이클링
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• 제31권5호
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• pp.3-19
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• 2022

전기막(Electro-membrane) 기술은 전기투석(ED) 및 바이폴라 전기투석(BMED)과 같이 선택적 투과성을 갖는 이온교환막을 사용하여 전기에너지에 의하여 수용액 내의 물질을 분리·정제하는 공정이다. 전기막(Electro-membrane) 기술은 공정 중에 부산물이 발생하지 않고 회수된 염기나 산을 공정 중에 재사용할 수 있어 환경 친화적인 기술로 주목받고 있다. 본고에서는 전기분리막 기술인 ED와 BMED 기술의 원리 및 셀(Cell) 구성에 따른 여러 가지 특성 및 문제점 등에 대해 조사하고, 특히 금속회수 공정 중 다량 발생되고 있는 황산나트륨(Na2SO4) 폐액 처리와 관련된 연구사례들을 조사·분석하였다.

• 멤브레인
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• 제12권4호
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• pp.216-225
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• 2002

원자력 분야를 포함하는 다양한 산업에서 발생하고 있는 오일 함유 폐액의 처리에 있어서 전기여과막 공정의 적용성을 평가할 목적으로 폴리프로필렌 정밀여과막을 사용한 모의 오일 에멀젼 폐액의 막 여과 실험을 수행하였다. 이때 투과 플럭스에 대한 전기장의 효과 및 투과 플럭스에 영향을 주는 주요 인자들로써 막간 차압, 교차흐름 유속 및 오일 에멀젼 농도의 영향을 고찰하였다. 전기장을 가해주는 전기정밀여과 공정은 기존의 전기장을 사용하지 않는 막 여과 공정에 비해서 막 오염 문제를 현저히 개선함으로써 투과 플럭스가 크게 향상되었으며 장기간의 조업시에도 상당한 투과 플럭스의 유지가 가능함을 보였다.

• Macromolecular Research
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• 제17권7호
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• pp.533-537
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• 2009

This paper introduces a modified electro spinning system for biomedical wound-healing applications. The conventional electrospinning process requires a grounded electrode on which highly charged electro spun ultrafine fibers are deposited. Biomedical wound-healing membranes, however, require a very low charge and a low level of remnant solvent on the electrospun membrane, which the conventional process cannot provide. An electrohydrodynamic process complemented with field-controllable electrodes (an auxiliary electrode and guiding electrodes) and an air blowing system was used to produce a membrane, with a considerably reduced charge and low remnant solvent concentration compared to one fabricated using the conventional method. The membrane had a small average pore size (102 nm) and high porosity (85.1%) for prevention of bacterial contamination. In vivo tests on rats showed that these directly electro spun fibrous membranes produced using the modified electro spinning process supported the good healing of skin bums.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.2314-2320
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• 2015

MBR (Membrane Bio-Reactor) 공정은 막 오염을 해결하기 위해 막대한 에너지 소비를 하는 공정으로 알려져 있다. 이를 해결하기 위한 일환으로 전기응집 기술을 MBR에 적용하는 시도가 보고되고 있다. 본 연구에서는 전류밀도를 변화시켜가며 활성슬러지의 막 여과를 수행하여 전기응집이 막 오염 저감에 미치는 영향과 메커니즘을 파악하고자 하였다. 활성슬러지 혼합액을 전기응집한 후 회분식교반셀로 분리 막의 여과성능을 평가하였다. 전류밀도(A/m2)를 10에서 40으로 증가시켰을 때 총 오염 저항 (Rc+Rf) 값이 18%에서 79%까지 감소하여 전기응집으로 인해 분리 막의 여과성능이 향상됨을 확인할 수 있었다. 전기응집 전후로 유기물 농도와 활성슬러지 입도분포 변화는 거의 일어나지 않았다. 여과 성능의 향상은 수산화알루미늄, Al(OH)3이 생성되어 막 표면에 부착되면서 오염물질이 쌓이게 됨을 방지하는 역할, 즉 dynamic membrane 으로 작용하였기 때문인 것으로 판단되었다.

• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.315-324
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• 2023

이온교환막은 전기막 공정의 성능을 결정하는 핵심 구성 요소이다. 본 총설에서는 다양한 전기막 공정에 적용되는 이온교환막의 성능을 탄소계 및 금속계 나노물질을 이용한 개질을 통해 향상시킨 최신 연구 동향을 살펴보았다. 나노물질들은 다양한 방법을 통해 이온교환막에 도입될 수 있다. 특히 탄소계 나노물질은 화학적 개질을 통해 추가적인 기능기를 도입함으로써 고분자 사슬과의 상호작용을 강화할 수 있다. 이를 통해 이온교환막의 이온전도도를 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라 적층 구조를 통한 체거름 현상으로 이온 선택 투과성을 향상시킬 수 있다. 한편, 금속계 나노물질은 적층 구조 혹은 다공성 구조를 갖는 특성을 이용하여 이온교환막 내에서 목적 이온과 배제 이온 간의 수화 반경 차이를 이용한 체거름 특성을 통해 이온 선택 투과성을 향상시킬 수 있다. 또한, 사용한 바인더의 특성에 따라서는 나노물질-바인더 간의 상호작용을 통해 이온전도도도 향상시킬 수 있다. 본 총설로부터 탄소계 및 금속계 나노물질을 이용하여 이온교환막의 특성을 효과적으로 조절할 수 있으며, 따라서 이에 관한 연구가 전기막 공정의 성능을 크게 향상시키기 위해 중요함을 확인할 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.13-16
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• 2006

Electro-electrodialysis (EED) experiments were carried out for the HI concentration from HIx $(HI-H_2O-I_2)$ solution to improve the Hl decomposition reaction in the thermochemical water-splitting is (iodine-Sulfur) process. EED cell is composed of the collector electrode and electrolyte. Nafion 117 which was cation exchange membrane used as an electrolyte, and the activated carbon cloth used as an electrode. The HI concentration experiment was carried out using the HIx solution and molar ratio of the $I_2$ were varied from 1 to 3 mole. The cell voltages were decreased as temperature increase. And, membrane properties such as transport number of proton and electro-osmosis coefficient were decreased as temperature increase

• 상하수도학회지
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• 제33권2호
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• pp.111-119
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• 2019

Electro-coagulation process has been gained an attention recently because it could overcome the membrane fouling problems in MBR(Membrane bio-reactor). Effect of the key operational parameters in electro-coagulation, current density(${\rho}_i$) and contact time(t) on membrane fouling reduction was investigated in this study. A kinetic model for ${\rho}_i$ and t required to reduce the membrane fouling was suggested under different MLSS(mixed liquor suspended solids) concentration. Total 48 batch type experiments of electro-coagulations under different sets of current densities(2.5, 6, 12 and $24A/m^2$), contact times(0, 2, 6 and 12 hr) and MLSS concentration(4500, 6500 and 8500mg/L) were carried out. After each electro-coagulation under different conditions, a series of membrane filtration was performed to get information on how much of membrane fouling was reduced. The membrane fouling decreased as the ${\rho}_i$ and t increased but as MLSS decreased. Total fouling resistances, Rt (=Rc+Rf) were calculated and compared to those of the controls (Ro), which were obtained from the experiments without electro-coagulation. A kinetic approach for the fouling reduction rate (Rt/Ro) was carried out and three equations under different MLSS concentration were suggested: i) ${\rho}_i^{0.39}t=3.5$ (MLSS=4500 mg/L), ii) ${\rho}_i^{0.46}t=7.0$ (MLSS=6500 mg/L), iii) ${\rho}_i^{0.74}t=10.5$ (MLSS=8500 mg/L). These equations state that the product of ${\rho}_i$ and t needed to reduce the fouling in certain amounts (in this study, 10% of fouling reduction) is always constant.

• 한국표면공학회지
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• 제37권5호
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• pp.289-295
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• 2004

A dense palladium-nikel (Pd-Ni) alloy composite membrane has been fabricated on microporous nickel support mixed with submicron/micron nickel powder instead of mesoporous stainless steel support. Plasma treatment process is introduced as pre-treatment process instead of HCI activation. Pd-Ni alloy composite membrane prepared by electro plating was fairly a uniform and dense surface morphology. The membrane was characterized by permeation experiments with hydrogen and nitrogen gases at temperature 773 K and pressure 2.2 psi. The results showed that hydrogen ($H_2$) permeance was 27 ml/$\textrm{cm}^2$ㆍatmㆍmin and hydrogen/ nitrogen ($_H2$$N_2$) selectivity was 8 at 773 K.

• 멤브레인
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• 제30권2호
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• pp.79-96
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• 2020

환경오염과 화석연료의 문제로 인한 2차 에너지 변환 및 저장 장치의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 이러한 에너지 변환장치들은 전기화학적 시스템을 기본으로 운영되고 있으며 이온교환막은 각 공정의 성능을 결정짓는 중요한 요소이다. 따라서 에너지 시스템의 효율 증대 및 성능 향상을 위해서는 적합한 물성을 갖는 이온교환막 개발이 필요하다. 이러한 이온교환막은 크게 양이온교환막, 음이온교환막, 바이폴라막으로 분류되고 있으며, 이들 막들은 화학적, 물리적, 형태학적 특성에 따라 다양한 용도을 갖고 있다. 본 총설에서는 이온교환막의 주요한 특징과 함께 이들의 제조 방법에 대해 기술했다. 이어서 이온교환막을 이용하여 최근 개발되고 있는 전기화학 시스템에 기반을 둔 역전기 투석, 레독스 흐름 전지, 수전해 공정에 대해서 소개하고, 각 에너지 공정에서 이온교환막이 갖는 역할과 조건에 대해서 설명하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.42-49
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• 2017

전기응집 공정은 MBR (Membrane Bio-Reactor) 공정의 막 오염을 해결하기 위한 일환으로 응용되고 있다. 본 연구는 전기응집 공정의 중요한 운전변수인 전류밀도와 접촉시간에 따른 활성슬러지의 특성 변화에 관한 연구를 수행하였다. 전류밀도를 2.5, 12, $24A/m^2$로, 접촉시간은 0, 2, 6 hr로 변화시켜 가며 활성슬러지의 특성 변화를 관찰하였다. 전류밀도 $24A/m^2$ 조건에서 6시간 동안 MLSS는 6,800에서 7,000 mg/L로 3% 증가하였고, MLVSS는 6,280에서 6,300 mg/L로 큰 변화가 없었다. 다른 전류밀도 조건 하에서도 동일한 경향이 관찰되었다. COD는 전류밀도가 $24A/m^2$일 때 71에서 37 mg/L로 감소하였고, $12A/m^2$일 때는 113에서 67 mg/L로, $2.5A/m^2$일 때는 84에서 80 mg/L로 감소하였다. 반면 TN과 TP는 전반적으로 큰 변화를 보이지 않았다. Soluble-EPS와 Bound-EPS는 전류밀도가 증가할수록 약간 감소하는 경향을 보였다. 전기응집을 거친 활성슬러지로 막 여과를 수행하여 여과성능이 개선되는지 평가하였다. 전기응집을 수행하지 않은 대조군에 비해 총여과저항 ($R_t$)이 6~61% 감소한 것으로 나타났다. 특히 전류밀도와 접촉시간이 증가할수록 막 여과 저항이 감소하는 것을 확인하였다. 이를 통해 전기응집 공정이 MBR 공정의 막 여과 성능 개선에 사용될 수 있음을 확인하였다.