• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.979-984
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• 2011

지속적인 하수처리장 증설에 따른 하수 슬러지 발생량이 증가하고 있으나, 런던협약 발효에 의해 2012년부터 해양투기가 금지되어서 효과적인 슬러지 감량화 및 처분에 대한 기술 수요가 꾸준히 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 슬러지 처분법의 대안으로 전기분해를 활용한 슬러지 가용화 연구를 수행하였다. 전극은 티타늄 (Titanium)에 이리듐 (Iridium)을 코팅한 불용성 전극을 사용하여 직류전원 공급장치 (DC power supply)를 이용하였다. 전압은 20V로 고정하여 폐슬러지 가용화 실험을 수행하였다. 전기분해에 의해 처리된 슬러지의 여액을 분석한 결과 Soluble COD, TN, TP가 각각 151%, 22%, 6% 가량 증가하였다. 또한, 슬러지의 플록 크기가 전기분해 후에 0.1 ~ 1.0 ${\mu}m$ 영역에 있는 입자들이 다량 증가하였다. 이상의 결과는 전기분해에 의하여 미생물 세포가 파괴되어 세포 내 유기물질이 세포 밖으로 용출됨으로써 미생물이 이용 가능한 상태로 전환되었음을 의미한다. 이는 고도처리 공정에서 슬러지발생 저감과 함께 전기분해에 의해 가용화된 슬러지를 반송시킴으로써 외부 탄소원으로 활용할 수 있는 장점이 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권6호
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• pp.329-333
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• 2016

전기분해에 의한 소독은 소규모 하수처리장, 강우월류수, 선박평형수, 수영장, 양식장 등 염소의 운송, 보관, 사용에 어려움이 있는 곳에 활용될 가능성이 높다. 본 연구에서는 전압(2-5 V), 반응시간(1-10 min), 전해질농도(HCl 0.4-2.2% (w/v), NaCl 5-20 g/L)가 전기분해 산화제(HOCl, $O_3$, $H_2O_2$) 생성 효율에 미치는 영향을 고찰하였다. 회분식 실험 시 투입 전자 대비산화제 전환율(전류 효율)이 가장 높은 최적 조건은 HCl 2.2%, 3 V, 반응 시간 5분이었으며, 이 때의 전류 효율은 99.3%였다. HCl 2.2%, 3 V에서 수행한 연속식 전기분해실험에서는 전류 효율이 97.4% 이상이었으며, NaCl 농도(0-20 g/L) 증가에 따라 주요 산화제인 HOCl의 농도가 비례하여 증가하여 최대 99.8%의 결과를 보였다. 연속식 실험에서 얻은 전기분해수를 이용한 살균실험 결과 5분 안에 92.2% 이상의 총대장균군이 제거되어, 전기분해가 병원성 미생물 소독에 유효하게 사용될 수 있을 것으로 확인되었다.

• 자원환경지질
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• 제47권6호
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• pp.645-655
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• 2014

금 정광으로부터 순수한 금속 형태의 Te을 얻기 위하여 소성처리, 차아염소산 용출, Fe 제거 및 전기분해실험을 수행하였다. 정광 및 소성시료에 포함되어 있는 Au, Ag 및 Te는 왕수보다 차아염소산에서 더 많이 용해된 반면에 Pb, Zn, Fe 및 Cu는 차아염소산보다는 왕수에서 더 많이 용출되었다. 전기분해하기 전, 차아염소산 용출-용액에 NaOH를 첨가한 결과 Fe가 정광시료에서 96% 제거되었지만 소성시료에서는 98% 제거되었다. 전기분해실험을 240분 동안 수행한 결과, 금속 구리가 정광시료에서 98% 회수된 반면에 소성시료에서 99%나 회수되었다. 이는 소성처리에 의하여 S가 제거되었기 때문이다. 양극 슬라임도 정광시료보다 소성시료의 전해질 용액에서 더 많이 생성되었다. 양극 슬라임을 자력선별한 결과 순수한 자연금속 형태의 텔루륨이 정광시료보다 소성시료에서 더 많이 회수되었다.

• 공업화학
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• 제32권3호
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• pp.332-339
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• 2021

최근 화석 연료 고갈과 지구 온난화를 가속화하는 온실 가스 배출에 대한 우려로 온실 가스를 배출하지 않는 청정 에너지원인 수소 에너지 기술의 중요성이 강조되고 있다. 그 중 물을 전기분해하여 수소를 얻는 수전해 기술은 그린 수소 기술로 궁극적인 청정 미래 에너지 자원으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 양이온 교환막 수전해(proton exchange membrane water electrolysis, PEMWE)의 셀 구성요소 중 하나인 확산층(porous transport layer, PTL)을 sandpaper를 이용한 표면 처리를 통하여 표면 특성을 제어하였으며, 이러한 표면 특성 개선을 통하여 과전압을 줄이고 성능과 안정성을 높이기 위한 연구를 진행하였다. Sandpaper 400, 180, 100방을 준비하여 PTL 표면을 sanding하여 처리하였으며, 처리 후 1000방의 고른 sandpaper로 표면을 매끄럽게 처리하였다. 준비된 확산층은 물접촉각을 측정하여 친수성 정도를 분석하였으며, SEM 분석을 통하여 표면 형태를 관찰하였다. 전기화학적 특성 분석을 위하여 I-V 성능곡선, 임피던스 측정을 진행하여 성능 개선 여부를 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제32권5호
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• pp.283-291
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• 2022

재생에너지의 보급과 기후변화를 대응하기 위한 해결책으로 수소에너지에 대한 관심이 늘어나고 있다. 수소는 미이용 전력을 대용량 장주기로 저장하기에 가장 적합한 수단이며 이러한 수소를 생산하는 기술 중 수전해는 물에 전기에너지를 인가하여 수소를 생산하는 친환경적 수소생산 기술로 알려져 있다. 수전해의 구성 요소 중 분리막은 음극과 양극을 물리적으로 분리할 뿐만 아니라 생성되는 수소와 산소의 섞임 현상을 방지하며 이온의 전달을 가능하게 하는 복합적인 역할을 수행한다. 특히 기존의 수전해 기술들의 단점을 보완할 수 있는 차세대 음이온 교환막 수전해에서의 핵심은 우수한 음이온 교환막을 확보하는 것이다. 높은 이온 전도성과 알칼리 환경에서 우수한 내구성을 동시에 가지려는 많은 연구들이 진행되고 있으며 다양한 소재에 대한 탐색이 이루어지고 있다. 본 총설에서는 상용 블록 공중합체인 Polystyrene-b-poly(ethylene-co-butylene)-b-polystyrene (SEBS)를 기반으로 하는 음이온 교환막에 대한 연구에 대해 살펴보며 최신 연구 동향과 앞으로 나아가야할 점에 대해 논하고자 한다.

• 전기화학회지
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• 제25권4호
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• pp.174-183
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• 2022

높은 에너지 밀도와 고순도 수소 생산의 측면에서 고분자 전해질 연료전지와 수전해가 주목받고 있다. 고분자 전해질 연료전지 및 수전해를 위한 촉매층은 귀금속 계열의 전기 촉매와 이오노머 바인더로 구성되어 있는 다공성 전극이다. 이 중 이오노머 바인더는 촉매층 내 이온 전도를 위한 3차원 네트워크 형성과 전극 반응에 필요한 또는 생성되는 물질들의 이동을 위한 기공 형성에 중요한 역할을 수행한다. 상용 과불소계 이오노머의 활용 측면에서 이오노머의 함량, 이오노머의 물성, 그리고 이를 분산시킬 분산 매체에 촉매층의 성능 및 내구성이 크게 달라진다. 현재까지 고분자 전해질 연료전지용 촉매층을 위한 이오노머의 활용 방법은 많은 연구가 진행되어왔으나 고분자 전해질 수전해 적용 방면에서는 촉매층 연구가 다소 미비한 실정이다. 본 총설에서는 현재까지 보고된 연료전지 측면에서의 이오노머 바인더 활용 연구결과를 요약하였으며, 수소 경제 시대의 가속화를 위해서 고분자 전해질 수전해 핵심요소 중 하나인 촉매층용 이오노머 바인더에 관한 연구에 유용한 정보를 제공하고자 한다.

• 상하수도학회지
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• 제9권2호
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• pp.77-83
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• 1995

The effluent from conventional nightsoil treatment plants contains nutrients, color and chlorides, in addition to residual organics and suspended solids, and thereby causes substantial pollution problems in receving water resources. In order to verify the usefullness of electrolysis in removing those residual pollutants from such conventional nightsoil treatment plant effluent, a bench scale experiment was conducted using sufficiently dilluted human nightsoil as experiment feeds. The result showed mean removals of 45% of total phosphorus and 85% of color, in addition 87% of residual BOD, 47% of residual COD and 85% of residual SS. The optimum electric current was found to be 15 ampere and the optimum hydraulic residence time 21/2 hour.

• 한국환경과학회지
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• 제15권6호
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• pp.571-577
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• 2006

This study make a comparison between the phosphorus removal performance of FNR(Ferrous Nutrient Removal) process and A/O process by the laboratory experiments. For simultaneous removal of phosphorus, iron electrolysis was combined with oxic tank. Iron precipitation reactor on the electrochemical behaviors of phosphorus in the iron bed. The phosphorus removal in FNR process was more than A/O process. Iron salts produced by iron electrolysis might help to remove COD and nitrogen. And the demanded longer SRT is the more removes the removes COD, nitrogen, and phosphorus. Also, FNR process of sludge quantity more reduce than A/O process to input cohesive agents.

• 한국환경과학회지
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• 제17권5호
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• pp.547-553
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• 2008

For the RhB removal from the wastewater, electrochemical method was adapted to this study. Three dimensionally stable anode (Pt, Ir and Ru) and graphite and Ru cathode were used. In order to identify decolorization, the effects of electrode, current density, electrolyte and air flow rate were investigated. The effects of electrode material, current, electrolyte concentration and air flow rate were investigated on the decolorization of RhB. Electro-Fenton's reaction was evaluated by added $Fe^{2+}$ and $H_2O_2$ generated by the graphite cathode. Performance for RhB decolorization of the four electrode systems lay in: Ru-graphite > Ru-Ru > Ir-graphite > Pt-graphite. A complete color removal was obtained for RhB (30 mg/L) at the end of 30 min of electrolysis under optimum operations of 2 g/L NaCl concentration and 2 A current. $Fe^{2+}$ addition increased initial reaction and decreased final RhB concentration. However the effect was not high.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.155-160
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• 1997

Generation of hydrogen and oxygen gas from water is mostly accomplished by electrolysis. In this report, a scheme is presented regarding the gas generation based on plasmolysis. Unlike electrolysis water dissociation by electrical discharge (plasmolysis) requires a high voltage to cause either electron emission or electron capture, and subsequent ionization of involved molecular species. When electrical discharge is initiated between electrodes separated by water-vapor interface, a very large electric field(~100kV/cm) is developed at the tip of the electrode placed in the vapor phase. It is found that the efficiency of plasmolysis depends on the polarity of the electrode placed in the vapor phase. Also presented is the scheme of hydrogen and oxygen generation by such electrical discharge.