• 유기물자원화
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• 제32권1호
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• pp.31-38
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• 2024

본 연구에서는 환경오염의 원인인 폐비닐을 전기방사를 통해 재활용하여 에너지 저장매체에 쓰이는 분리막으로 응용하고자 하였다. 상세히는, 폐비닐은 고분자 용액으로 만들어 전기방사 하여 비닐 폐기물 기반 분리막(VWS)를 얻은 후, 플라즈마 처리를 통해 분리막의 젖음성을 향상시켰다. FE-SEM 분석을 통해 비닐 폐기물의 농도에 따른 VWS의 형상과 두께가 달라지는 것을 확인하였다. 또한, 플라즈마 세기를 80-120W 범위로 처리하여 VWS의 젖음성을 향상시켰다. 상세히는, 플라즈마 세기를 100W로 인가하였을 때 가장 낮은 접촉각이 관찰되었으며, 전기화학 성능은 57.9F g^-1로 가장 높은 비용량을 보인다. 이는 전기방사로 달성한 높은 기공도 뿐만 아니라 산소 플라즈마 처리로 도입된 친수성 작용기에 기인한다. 결론적으로, 환경오염을 유발하는 폐비닐을 전기방사와 상압 산소 플라즈마 처리를 통해 에너지 저장매체의 분리막 소재로 활용할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 The 6th International Symposium of East Asian Resources Recycling Technology
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• pp.727-729
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• 2001

The air separation of PET (Polyethylene terephthalate) and PS(Polystyrene) was carried out by taking advantage of the different abrasive resistance of two plastics. PET bottles and PS packages were shredded to small square pieces $(5{\times}5mm)$. Both plastic shreds were treated by a shear-type crusher. The PET shreds were bent and twisted by the crush so that they were blown up easily, but the PS shreds were not. After the crush of mixture of both plastics, air separation experiments were carried out using four types of air separators. The number and location of the baffle attached to them are different. With the separator with a baffle attached at the upper part, PET recoveries for the crushing time of 30, 60 and 90sec were 67, 98 and 99% respectably at the air flow rate of 3.5m/s, whereas PS recoveries were null regardless of the crushing time.

• 멤브레인
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• 제4권1호
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• pp.30-37
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• 1994

수소는 여러 기체중에서 분자의 크기가 가장 작고, 막에 의한 분리가 쉬워 기체 막분리 공정 중에서 제일 먼저 개발 상업화되었다. 기체분리막의 발전역사를 살펴보면 1965년 Du Pont사가 polyethylene-terephthalate(PET) 중공사 기체분리 장치를 만든 것이 최초이다. 그러나 이 장치는 시판되지 않았다. 1979년 Monsanto사가 다공성 polysulfone 중공사에 polydimthylsiloxane계 고분자를 박막형태로 도포한 복합막을 개발하여 이것을 이용한 공업적 규모의 수소분리장치(Prism separator)를 개발하였는데 이 장치가 널리 퍼지게 되었다. 이 분리막은 현재 석유화학 및 석유정제공업 플렌드 폐가스로부터 수소회수, Oxo합성 기체중의 $CO/H_2$ 몰비 조절 등의 분야에서 사용되고 있다. 고분자 분리막 공정의 세계 시장 규모가 내년에는 20억~30억불로 추산되며 그 중 기체분리막 공정만 5억불에 달할 것으로 추정하고 있다. 본 논문에서는 수소 분리 회수용 고분자 기체막을 중심으로 분자설계, 공정현황 및 최근 연구동향 등을 살펴보고자 한다.

• 멤브레인
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• 제26권4호
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• pp.310-317
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• 2016

리튬이온 이차전지는 리튬이온이 이동하면서 전기화학적 충방전사이클을 완성하는 에너지변환장치를 의미한다. 리튬이온 이차전지는 높은 에너지밀도와 낮은 자가방전률, 상대적으로 긴 수명주기 등 다양한 장점을 갖는다. 최근 전기차 수요증가는 고용량 리튬이온 이차전지 개발을 촉진하고 있으나 음극에서의 dendrite 형성으로 인한 전기적 단락 현상과 전지 폭발 문제와 같은 심각한 안전문제를 야기한다. 또한, 리튬이온 이차전지 구동시 상승된 온도에서 폴리올레핀계열(예 : 폴리에틸렌과 폴리프로필렌) 격리막의 열수축 문제가 발생한다. 이와 같이 낮은 열 안정성은 리튬이온 이차전지의 성능과 수명의 감소로 이어진다. 본 연구에서는 폴리올레핀계열 함침격리막 제조를 위한 중요한 소재로서 술폰화 폴리아릴렌에테르술폰 랜덤 공중합체를 사용하였으며, 제조된 격리막을 이용하여 dendrite 형성과 관련된 금속이온 흡착 능력과 리튬이온전도성, 열적 내구성이 평가되었다.

• 폴리머
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• 제36권1호
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• pp.93-97
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• 2012

본 연구에서는 리튬 이차전지용 분리막을 80, 100, $120^{\circ}C$의 온도에서 각각 1시간 동안 열처리하여 형상 및 물성의 변화에 미치는 영향을 평가하였다. 열처리는 전자빔처리에 의한 사슬절단 산화반응과 달리 화학적 반응을 수반하지 않았으며, 흥미롭게도 인장강도 및 탄성계수가 향상되는 효과를 보여주었다. 하지만 $100^{\circ}C$ 및 $120^{\circ}C$에서 처리된 분리막의 경우 PE 섬유사에 상당량의 주름이 형성되었으며 각각 7.5 및 15%의 면적수축이 관찰되었다. 결과적으로 $80^{\circ}C$, 1시간의 처리 조건을 통하여 5%의 면적 수축이 발생되었지만 일반 분리막대비 향상된 전지특성을 유지하면서 최대 1.3배의 인장강도 및 2.3배의 탄성계수를 확보할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제9권2호
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• pp.193-199
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• 1998

초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), process oil(mineral oil) 및 육티탄산칼륨 섬유로 구성되는 입자혼합물을 $150^{\circ}C$에서 30분 동안 용융 혼합하고, 동일온도 및 5000 psi 조건으로 압축성형을 하여 $200{\mu}m$ 두께의 격리막 시험편을 제조한 후, process oil을 유기용매로 추출하여 PE층 사이에 미세공을 형성시켰다. 본 실험에서 시험편은 고분자와 process oil의 비율(PR)이 0.1 이하에서는 고무상이 되고 0.5 이상에서는 gel상으로 변하기 때문에, PR의 범위를 0.1-0.5 사이로 하였다. 시험편은 비극성 유기용매로 추출한 경우 거의 98%의 process oil이 추출되었으며, PR이 증가함에 따라 무게감소율은 감소하였다. 인장강도는 PR이 0.426인 경우 $31kg/cm^2$을 보였으며, 전해전기저항 값은 PR이 0.186 및 0.426에서 $37m{\Omega}/cm^2$과 $53m{\Omega}/cm^2$이었다. 질소 흡-탈착법에 의한 등온선은 모세관 응축영역을 나타내는 hysteresis를 가졌으며, PR=0.186인 경우 $130m^2/g$의 비교적 큰 표면적을 나타내었다. 이는 SEM의 분석 결과와 마찬가지로 PE배향층 사이에 육티탄산칼륨 섬유가 무작위로 잘 분산되었음을 보여주는 결과이며, host인 PE층 사이에 guest인 육티탄산칼륨 섬유가 층간되어 층상공을 형성한다고 추론할 수 있다.

• 전기화학회지
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• 제12권4호
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• pp.324-328
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• 2009

양극 (cathodes)과 음극 (anodes)이 서로 물리적으로 닿게되는 내부 단락 (internal short-circuit) 현상은 리튬이차전지 안전성 (safety) 이슈의 주요 원인으로 고려되고 있으며, 분리막 (separators)의 열 안정성 (thermal stability)에 의해 크게 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 기존 폴리올레핀 (polyolefin) 계열 분리막에 비해 열 안정성이 현저히 개선된 세라믹 복합막 구조의 신규 분리막을 개발하여, 전지 내부 단락 발생을 억제하고자 하였다. 본 연구의 복합분리막은 알루미나 ($Al_2O_3$) 나노입자와 PVdF-HFP (polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene) 바인더로 구성된 세라믹 코팅층을, 폴리에틸렌 (polyethylene, PE) 분리막 양면에 도입시킴으로써 제조되었다. 세라믹 코팅층의 모폴로지는 코팅용액의 상전이 (phase inversion) 현상 제어를 통해 결정되었으며, 비용매 (물) 함량이 증가함에 따라 기공크기 및 기공구조가 보다 더 발달되었다. 이러한 세라믹 코팅층의 기공구조 변화는 복합분리막의 열 안정성 및 전기화학특성에 큰 영향을끼치는 것으로 관찰되었으며, 이를 상전이 현상 관점에서 체계적으로 해석하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제18권2호
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• pp.30-38
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• 2009

습식 비중선별에서 sink products로 회수된 종말품 고비중 폐플라스틱 산물의 재활용을 위한 마찰하전정전선별 실증화 연구를 수행하였다. 종말품 고비중 폐플라스틱의 재질분리에 있어 적합한 하전물질 선정을 위한 하전특성 연구결과, high density polyethylene (HDPE)재질이 가장 효과적인 하전물질로 규명되어, 이 재질을 이용하여 하전장치를 제작하였다. 실험결과 최적조건인 전극의 전기장 250 kV/m, 분리대의 위치 (-) 8 cm, 그리고 상대습도 40%이하에서 PET, PS and others 산물의 품위와 회수율이 각각 99.1%와 86.0%인 결과를 얻었다. 또한 300 kg/h 규모의 대량처리 기술을 개발하여 종말품 폐플라스틱을 2등급 이상의 RPF나 RDF로 재활용할 수 있는 즉, PVC를 1% 미만을 줄일 수 있는 선별기술을 개발하였다.

• 분석과학
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• 제17권1호
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• pp.60-68
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• 2004

폴리올레핀 부직포는 녹는점이 ${\sim}162^{\circ}C$며 구성비가 40%인 폴리프로필렌과 녹는점이 ${\sim}132^{\circ}C$며 구성비가 60%인 폴리에틸렌으로 구성된것을 이용하였다. 전지격막을 제조하기 위하여 방사선그래프트 법을 이용하여 이 폴리올레핀에 스틸렌을 그래프트 시킨 후 다음으로 술폰산기를 도입하였다. 술폰산기를 갖은 폴리올페핀 부직포를 XPS, SEM, DSC, TGA, 및 Porosimeter를 사용하여 특성 평가 하였다. 술폰화 반응후, 폴리올레핀 부직포에 대한 전해질 보존 (electrolyte retention), 전기저항 (electrical resistance) 및 $K^+$에 대한 운반율과 같은 전기화학적 특성을 조사하였다. 그 결과 술폰산기의 함량이 증가하면 할수록 전해질 보존율은 증가하였으며 반면에 전기저항은 감소하는 사실을 알았다. 또한 술폰산기의 함량이 0.22 ~ 3.60 mmol/g에서 $K^+$의 운반율은 0.90 ~ 0.93이었다.

• 자원리싸이클링
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• 제18권1호
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• pp.13-21
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• 2009

본 연구에서는 마찰하전형정전선별법을 적용하여 EVA(ethylene vinyl acetate)와 PET(polyethylene terephthalate) 혼합 폐플라스틱의 재활용을 위한 재질분리 연구를 수행하였다. 하전물질 선정을 위한 하전특성 연구결과, PP(polypropylene)재질이 EV4와 PET 폐플라스틱의 재질분리에 가장 효과적인 하전물질로 확인되어, PP재질의 pipe-type 하전장치를 개발하였다. 본 연구에서 개발된 하전장치를 이용한 재질분리 실험결과, 최적 실험조건에서 PET의 품위와 회수율이 각각 98.7%와 89.7%인 결과를 얻었다.