막분리 신기술
한중일영 한자센터
2014년 09월 28일 출간
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- ECN 0102-2018-400-002406469
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작품소개
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상수와 음용수의 수질에 대한 기준이 강화되고 새로운 오염물질이 대한 감시가 강화됨에 따라, 전통적인 상수처리 프로세스(정화+여과+염소처리)의 대안 처리공정이 개발되고 있다. 지난 10여년 사이에 활성탄법과 저압막여과법을 연결하는 상수처리용 하이브리드 막 프로세스(HMP: hybrid membrane process)가 연구되고 있다. 막과 활성탄을 결합하려면 막의 마멸, 막 오염, 운전조건의 최적화, 프로세스 성능 예측 및 프로세스 형태의 선정을 포함하는 여러 가지의 문제점 해결을 요구하게 된다. 활성탄 처리와 저압막 공정을 연결하는 하이브리드 막공정은 한국의 남해 도서지방의 1,000여개 섬 지역의 상수처리용으로 바로 적용할 수 있다. 해마다 봄가뭄에 물이 없어 해군의 급수차에 의존하는 현실에서, 여름철의 빗물을 물탱크(cistern/chultune)로 저장하는 방침만 정해진 여건이지만, 정수처리 방법은 아직 결정되지 않고 있다. 도서지방의 빗물은 수질이 비교적 양호한 상수원이므로, 하이브리드 막공정의 저압막공정을 위주로 활성탄처리를 간헐 이용하는 시스템 등등으로도 충분하다고 주장하는 책이다
1. 오염 저항성 높은 역삼투막의 개발
2. 활성탄처리 및 하이브리드 막 프로세스 개발
3. 역삼투막 담수화 플랜트의 폐기 에너지 회수 연구
4. 막오염 천연유기물의 오존산화처리
5. 막분리 기술 이용 천연가스 정화처리 기술
6. 막-증류 담수화 및 수처리 프로세스 개발
7. 막분리 전처리기술의 효과와 수처리 촉매기술의 개발
8. 막분리 활성슬러지법의 실체
9. 막분리 활성슬러지법과 일본의 하수도사업
10. 나노막 여과처리 기술을 이용한 폐수중금속 제거
11. 직접메탄올 연료전지용 폴리비닐알코올 막 재료개발
12. 고온 고분자전해질 막 연료전지 기술개발의 방향
2. 활성탄처리 및 하이브리드 막 프로세스 개발
3. 역삼투막 담수화 플랜트의 폐기 에너지 회수 연구
4. 막오염 천연유기물의 오존산화처리
5. 막분리 기술 이용 천연가스 정화처리 기술
6. 막-증류 담수화 및 수처리 프로세스 개발
7. 막분리 전처리기술의 효과와 수처리 촉매기술의 개발
8. 막분리 활성슬러지법의 실체
9. 막분리 활성슬러지법과 일본의 하수도사업
10. 나노막 여과처리 기술을 이용한 폐수중금속 제거
11. 직접메탄올 연료전지용 폴리비닐알코올 막 재료개발
12. 고온 고분자전해질 막 연료전지 기술개발의 방향
통상적으로 막분리에서 이용되는 역삼투막·한외여과막·정밀여과막·나노막 외에 연료전지의 막은 막의 양쪽 측면 사이에서 존재하는 구배(gradients)에 응답하는 작용도 한다. 그 구배가 농도라면 투석(dialysis) 프로세스가 되고, 그 구배가 압력이라면 역삼투(reverse-osmosis)나 한외여과(ultra-filtration)나 정밀여과(micro-filtration) 혹은 나노여과(nano-filtration) 프로세스가 되며, 구배가 포텐샬(potential) 즉 전위라면 전기투석(electro-dialysis) 혹은 전기영동(electrophoresis) 프로세스가 된다. 연료전지용 막과 같은 새로운 전해질 막 재료의 개발을 위한 중요한 요구사항을 들어보자면, 이온 전도도가 높아야 하고, 이와 같이 높은 고-이온 전도도는 DMFC 막의 필수적 결정 요소이다. 새로운 형태의 PVA 막을 디자인하는데 있어서, 최적의 이온 전도도를 유지하면서도 함수량(water content)을 저하시킬 수 있는 방안을 모색해야 한다. DMFC 연료전지용의 막 개발을 위해서는 양자 전도도 및 메탄올 크로스오버의 특성을 극복해야 한다. 그러므로 PVA 막이 기존의 나피온 막에 비해 경쟁력을 구비하기 위해서는 막의 분자 구조와 막의 형상 및 막의 특성치에 대한 이론과 논리부터 먼저 규명해 완성해야 한다. 그러면 PVA 기저 폴리머 전해질 막은 연구실·실험실 수준의 장치에서부터 실용적인 연료전지 장치로 발전하게 된다고 평가하고 있다.
작가정보
저자(글) 김오식
PEN-NAME 梧宇의 저자 김오식 박사는 환경과학과 환경공학 부문에서 가장 많은 책을 펴낸 최다·최대·최고의 저술가이다. 그는 일찍이 차후 100년을 내다보는 Environments Fiction(환경소설)을 개발해 자신의 과학기술적 논리를 내세우고 논리화하는 Metafiction·meta-novel (fiction+non-fiction)도 저술하고, 자신의 과학적 논리로서 qualitative & quantitative meta-analysis 하면서 쉬임없이 과학기술서적을 저술하며 살아간다. 그는 종이책(c-book)의 부분에서 100권 이상을 저술하고, IT 시대에 들어서는 전자책(e-book)으로 500권 이상을 목표로 하고 살고 있다. 그는 환경 저술로서 한국사회에 보다 더 기여하고자 기술적으로 학습(technological study)한다. 동시에 工夫(과학술계 지아비)로서 공부(工夫)하면서, 한국 과학기술인의 지구적·세계적 경쟁력의 원천인 ‘한중일영 한자’ 능력을 모든 과학기술인(scientist & technologist)에게 심어주고, 동양고전을 한·중·일·영어로 과학기술적·과학철학적으로 해석해 4개 국어 사용자의 완전한 지구인이 되게 하는 염원으로 “생각의 자유화(自由化)와 생각의 민주화(民主化)”를 제공하면서 “책이나 쓰며 사는 사람”으로 한중일영 과학선비 (Unique Visionist)로서 살아간다.
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