• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.522-525
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• 2008

최근 세라믹 막은 우수한 화학적, 열적 안정성으로 기체 분리 공정에 각광을 받아 왔다. 특히 혼합기체에서 고 순도의 수소를 분리해 내는 기술은 연료전지 공정에서 화학 에너지를 전기화학 에너지로 전환시키는데 중요한 역할을 차지한다. 본 연구에서는MTES 템플레이팅 막을 이용하여 이 막 공정의 흡착 및 투과 특성을 규명하고, 이성분 혼합기체에서 고 순도의 수소를 추출해 낼 수 있는 최적 조건을 도출해 내었다. 또한, 기체 분리 거동을 살펴보기 위해 Gproms Dynamic Simulator를 이용하였으며, 이때 기체상의 물질전달을 모사하기 위해 Dust Gas Model(DGM)을, 표면 확산 거동을 모사하기 위해 Generalized Stefan-Maxwell(GSM)식을 적용하였다. 이를 통해 평형론적 흡착 뿐 아니라 속도론적 흡착을 동시에 적용할 수 있게 하였다. MTES 템플레이팅 막의 흡착 및 분리능을 규명하기 위해 본 연구에서는 혼합기체의 투과, 분리 실험이 선행되었다. 실험 조건은 온도범위 323$\sim$473 K, 압력범위 0$\sim$7 atm에서 수행되었으며, 혼합기체는2성분으로 수소-메탄, 수소-이산화탄소, 수소-질소로 기체의 구성비는 각각 50:50 이다. 본 연구를 통해 각 혼합 기체들이 정상상태에 도달하는 시간과 분리능을 계산해 내었으며, 이 분리능을 다시 온도와 압력에 따른 결과로 분석하여 어느 조건에서의 수소 분리도가 최고치를 보이는지를 규명했으며, 시뮬레이션과 비교,대조하여 예측도를 검사하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.132-136
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• 2004

연소실 내부에서 주유동의 난류강도가 엇갈린 배열의 사각홀의 막냉각 성능에 미치는 영향에 대하여 실험을 수행하였으며, 주유동의 $10\%$ 난류강도 하에서 온도장 및 단열 막냉각 효율이 측정되어졌다. 온도장의 결과는 주유동의 높은 난류강도에 의해 전체적인 값들이 감소하고, 두터운 냉각유체 막이 형성됨을 보였으며, 흘 인접영역에서 주유동의 높은 난류강도에 의해 낮은 막냉각 효율 값을 보이지만, 하류로 진행함에 따라 냉각성능의 차이가 줄어듦을 보였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1999년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.117-119
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• 1999

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1996년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.62-63
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• 1996

상수처리 시스템엣의 분리막의 적용시 효과적인 공정운영을 위해 여러가지 운전조건이 있으나 막내에 축적되는 막오염이 주요문제로 인식되고 있다. 막오염은 막 표면이나 세공에서 물질의 흡착, 부착 및 축적등과 같은 일련의 메카니즘에 의해 물의 유속을 저하시키는 결과를 초래하며 분리막 공정에서 커다란 경제적 손실을 가져다 줄 수 있으므로 막오염을 조절할수 있는 인자들의 제어는 실플랜트에서 중요한 과제이다. 분리막을 이용한 상수처리 시스템에서의 운전 조건들은 온도, 압력, 선속도, pH등이 있으며 안정적이며 경제적인 투과 flux를 위해서는 실험실적 규모를 통해 최적 조건을 선정해 주어야 한다. 따라서 본 연구는 이러한 막오염을 제어하고 최적 운전조건을 선정하기 위해 상수원수로 호소수에 포함되어 있는 유기물의 대부분을 차지하리라 생각되는 humic acid와 무리물질인 kaolin을 모사용액으로 제조하여 막오염과 운전조건과의 상호작용을 cake 저항, 비저항 값으로 측정하여 장기간의 field test에 필요한 최적 운전조건을 선정해 주었다.

• 멤브레인
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• 제23권3호
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• pp.245-250
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• 2013

PDMS 단일 막을 이용한 투과증발공정을 통해 이소프로필알코올(Isopropyl alcohol, IPA)-물계에 대한 분리특성을 알아보았다. RTV-655 주재와 가교제의 비율을 9:1과 10:1로 달리하고 반응온도를 40, 60, $80^{\circ}C$로 변화하여 경화시켰다. 이렇게 제조된 막을 이용하여 특성평가를 위해 물/IPA 혼합액에 대한 투과증발 실험을 수행하였다. 공급액의 조성은 85 wt% IPA 수용액을 사용하였으며, 온도는 25, 35, 45, $55^{\circ}C$로 변화시켰다. 공급액의 변화와 반응온도의 조건변화에 따른 투과도 및 IPA 농축농도를 측정하였는데, 투과도는 9:1 비율, 공급액 온도 $55^{\circ}C$일 때 $148g/m^2{\cdot}hr$, 선택도는 10:1 비율, 공급액 온도 $55^{\circ}C$일 때 17%로 가장 높은 값을 얻을 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제1권1호
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• pp.176-182
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• 1992

CVD 텅스텐의 응력 및 접합 누설전류 특성을 조사하였다. 응력-연속 어닐링온도 의 그래프는 냉각곡선의 응력이 가열곡선의 그것보다 더 높게 나타나는 이력현상을 보인다. SiH4 환원에 의하여 증착된 텅스텐 막이 수소환원에 의하여 증착된 막보다 전반적으로 내부 응력 뿐만 아니라 열 응력도 더 큰 것으로 나타났으며 전자가 후자에 비해 실리콘 기판과의 부착특성이 불량한 것도 이러한 응력차와 유관한 것으로 생각된다. SiH4 환원에 의하여 형 성된 텅스텐 막은 상온에서 인장 응력 상태에 있으며, 온도가 증가됨에 따라 응력이 감소하 다가 $700^{\circ}C$ 부근에서 압축 응력 상태로 바뀌고, 계속 더 온도가 증가됨에 따라 압축 응력 이 급격히 증가한다. SiH4 환원에 의한 텅스텐 막의 증착 온도가 증가함에 따라 n+/p 접합 의 누설전류가 크게 증가하며, 특히 $400^{\circ}C$로 온도가 증가함에 따라 누설전류의 증가폭이 크게 나타났는데, 이것은 수소환원 반응시와 유사하게 텅스텐의 침투(encroachment)에 의 한 실리콘 소모가 그 원인이다. SiH4/WF6 유속비의 증가에 따라서도 누설전류가 증가하는 데 그 효과는 미소한 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.151-151
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• 1999

금속-산화막-반도체(MOS) 소자를 이용하는 집적회로의 발전은 게이트 금속의 규격 감소를 필요로 한다. 규격감소에 따른 저항 증가가 중요한 문제점으로 대두되었으며, 그동안 여러 연구자들에 의하여 금속 게이트에 관련된 연구가 진행되어 왔다. 특히 저항이 낮으며 녹는점이 매우 높은 내화성금속(refractory metal)인 텅스텐(tungsten, W)이 차세대 MOS 소자의 유력한 대체 게이트 금속으로 제안되었다. 텅스텐은 스퍼터링(sputtering)과 화학기상 증착(CVD) 방식을 이용하여 성장시킬 수 있다. 스퍼터링에 의한 텅스텐 증착은 산화막과의 접착성은 우수한 반면에 증착과정 동안에 게이트 산화막(SiO2)에 손상을 주어 게이트 산화막의 특성을 열화시킬 수 있다. 반면, 화학기상 증차에 의한 텅스텐 성장은 스퍼터링보다 증착막의 저항이 상대적으로 낮으나 산화막과의 접착성이 좋지 않은 문제를 해결하여야 한다. 본 연구에서는 감압 화학기상 증착(LPCVD)방식을 이용하여 텅스텐 게이트 금속을 100~150$\AA$ 두께의 게이트 산화막(SiO2 또는 N2O 질화막)위에 증착하여 물리 및 전기적 특성을 분석하였다. 물리적 분석을 위하여 XRD, SEM 및 저항등이 증착 조건에 따라서 측정되었으며, 텅스텐 게이트로 구성된 MOS 캐패시터를 제작하여 절연 파괴 강도, 전하 포획 메커니즘 등과 같은 전기적 특성 분석을 실시하였다. 특히 텅스텐의 접착성을 증착조건의 변화에 따라서 분석하였다. 텅스텐 박막의 SiO2와의 접착성은 스카치 테이프 테스트를 실시하여 조사되었고, 증착시의 기판의 온도에 민감하게 반응하는 것을 알 수 있었다. 또한, 40$0^{\circ}C$ 이상에서 안정한 것을 볼 수 있었다. 텅스텐 박막은 $\alpha$ 및 $\beta$-W 구조를 가질 수 있으나 본 연구에서 성장된 텅스텐은 $\alpha$-W 구조를 가지는 것을 XRD 측정으로 확인하였다. 성장된 텅스텐 박막의 저항은 구조에 따라서 변화되는 것으로 알려져 있다. 증착조건에 따른 저항의 변화는 SiH4 대 WF6의 가스비, 증착온도에 따라서 변화하였다. 특히 온도가 40$0^{\circ}C$ 이상, SiH4/WF6의 비가 0.2일 경우 텅스텐을 증착시킨 후에 열처리를 거치지 않은 경우에도 기존에 발표된 저항률인 10$\mu$$\Omega$.cm 대의 값을 얻을 수 있었다. 본 연구를 통하여 산화막과의 접착성 문제를 해결하고 낮은 저항을 얻을 수 있었으나, 텅스텐 박막의 성장과정에 의한 게이트 산화막의 열화는 심각학 문제를 야기하였다. 즉, LPCVD 과정에서 발생한 불소 또는 불소 화합물이 게이트의 산화막에 결함을 발생시킴을 확인하였다. 향후, 불소에 의한 게이트 산화막의 열화를 최소화시킬 수 있는 공정 조건의 최저고하 또는 대체게이트 산화막이 적용될 경우, 개발된 연구 결과를 산업체로 이전할 수 있는 가능성이 높을 것을 기대된다.

• 멤브레인
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• 제24권4호
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• pp.311-316
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• 2014

고농도의 초산수용액을 분리 농축하기 위해 polyacrylonitrile (PAN) 중공사 복합막을 제조한 후 투과증발 분리실험을 통해 제조된 복합막의 분리성능을 확인하였다. 제조된 중공사 복합막의 코팅여부를 알아보고자 SEM 사진을 측정하였으며 코팅두께가 $3.85{\mu}m$로 균일하게 코팅된 것을 확인할 수 있었다. 또한 막의 투과성능평가 실험을 수행한 결과 가교제의 농도와 가교온도가 증가함에 따라 투과도는 감소하고 선택도는 증가하는 경향을 나타내었고, 대표적인 결과로 가교제인 glutaraldehyde 농도 13 wt%, 가교온도 $140^{\circ}C$에서 투과도 $250g/m^2{\cdot}hr$, 선택도 13의 결과를 얻을 수 있었으며, 또 다른 가교제로서 poly (acrylic acid) 농도 9 wt%, 가교온도 $140^{\circ}C$일 때 투과도 $330g/m^2{\cdot}hr$, 선택도 9의 값을 얻을 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제16권1호
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• pp.68-76
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• 2006

본 연구는 투과증발법을 이용하여 수용액 중 미량의 감귤 향 성분을 농축하는 방법으로, 4종류의 실록산계 고분자 복합막을 이용하여 막 종류와 구조에 따른 투과 특성을 살펴보았다. 또한 최적의 막을 선정하여 공급액의 온도와 농도, 순환 유속에 따른 투과 특성을 살펴보고, 이를 resistance-in series model을 이용하여 해석하였다. 4종류의 실록산계 고분자 복합막을 통한 감귤 essence aroma 모델액의 투과 실험에서 지지층이 polyvinylidene fluoride (PVDF)이고 활성층이 polyoctylmethyl siloxane (POMS)인 막이 가장 높은 향 성분 플럭스와 농축계수 값을 나타내었으며, 공급액의 온도와 농도, 순환유속을 변화시키며 투과 실험을 하였다. 그 결과 공급액의 온도와 농도가 증가됨에 따라 향성분의 플럭스는 증가하고 농축계수 값은 감소하였으며 순환유속이 증가됨에 따라 향성분의 플럭스와 농축계수 값 모두 증가하였다.

• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.369-376
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• 2023

본 연구에서는 에너지 소모가 큰 기존 진공 증류 공정의 대안으로 친환경이면서 에너지 효율적인 투과증발 분리공정을 이용하여 1,2 hexane diol/water (1,2 HDO/water) 혼합물에서 물을 분리하는 데 적용되었다. 사용한 분리막은 glutaraldehyde (GA)로 가교된 PVA를 알루미나 중공사 막(Al-HF) 내부에 코팅하여 사용하였다. 1,2 HDO/water 투과증발 분리공정에서는 PVA/GA 비율, 경화 온도 및 투과증발 분리공정 운전 조건에 대한 막의 최적화를 연구하였다. 장기 안정성 시험에서 PVA/GA (몰 비율 = 0.08, 경화 온도 = 80℃) 로 코팅된 Al-HF 막이 공정온도 40℃에서 1.90~2.16 kg/m²h 범위의 투과도를 보였으며, 투과용액의 수분 함량은 99.5% (separation factor = 68) 이상이었다.