• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1995년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.28-29
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• 1995

분리막의 고유기능인 분리기능 뿐 아니라 에너지의 절약을 위하여 분리막공정의 활용은 화학산업 전반에 걸쳐 급격히 신장되고 있다. 따라서 분리막의 효율적인 이용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 분리막 공정의 활용범위를 제한하고 있는 단점(fouling)에 대한 연구를 중심으로 분리막의 소재개발 및 이미 개발되어 잇는 소재의 변형을 통하여 분리막의 응용 범위를 넓혀가고 있다. 본 실험에서는 새로운 소재를 개발하고, 개발된 소재를 토대로 변형공정 및 분리막제조 공정의 변화를 첨가하여 최종 분리막의 구조를 관찰하였다. 또한 분리막의 성능에 대한 변형 공정의 영향을 조사하였다. 분리막의 소재로써 PS(polystyrene)을 채택하였으며, DVB(divinylbenzene)을 이용하여 UV 중합으로 기공의 조절을 시도하였고, 변형공정으로 sulfonation을 하였다. 또한 고분자 열중합으로 PSS[poly(sodium4-styrnesulfate)] 분리막을 제조하였으며, 변형공정에 따른 분리막 구조의 변화를 관찰하고 규명하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.550-556
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• 2022

In this study, the flow uniformity was analyzed by performing numerical analysis on the 1 kWe internal manifold type solid oxide fuel cell stack according to the channel height of the separator. Also, it was examined by varying the fuel utilization rate and oxygen utilization rate. From the calculation results, we found that as the channel height of the separator decreased, the pressure drop increased exponentially. In addition, it was found that as the channel height of the separator decreased, the gas flow resistance inside the unit cell increased, and the flow resistance increased the pressure drop, thereby improving the flow uniformity inside the stack. Finally, the calculation results showed that as the fuel and oxygen utilization increased, the flow uniformity also improved.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1994년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.39-42
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• 1994

산소와 질소는 공업적으로 공기를 분리하여 생산하는데, 이 분리공정에는 심냉법 (cryogenic distillation), PSA법 (pressure swing adsorption) 그리고 분리막법 등이 사용되고 있다. 현재는 위의 세가지 공정중에서 PSA법이 가장 널리 채택되고 있는 공정이다. 그런데, 고분자막을 이용하는 분리공정은 설비투자면에서 뿐만 아니라 에너지 절약측면에서 큰 이점을 갖고 있기 때문에 최근 들어 점차 주목 받고 있다 [1]. 그러나, 고분자막에서의 기체의 투과도와 선택도는 서로 상반적인 관계 (trade-off)에 있기 때문에 공기중의 산소와 질소의 분리를 위해서는 기존의 고분자들에 비해 투과도와 선택도가 동시에 개선된 새로운 막 소재의 개발이 절실하므로 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다 [2].

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1992년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.59-60
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• 1992

고분자막을 이용한 분리기술은 에너지 절약과 높은 효율성으로 인해 현재 광범위하게 연구되어 지고 있다. CO$_2$와 CH$_4$를 주성분으로 하는 natural gas 분리나 수소회수, $H_2/CO_2$ 분리등의 실제 분리목적을 수행하기 위해서는 동시에 투과도와 선택도가 높은 막의 개발이 필요한데, 이러한 두가지 분리막 특성을 향상시키기 위해 새로운 고분자 재질의 개발이나 박막화등을 시도하여 왔다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1997년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.25-26
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• 1997

막을 이용한 기체 분리법의 기초적인 연구는 1880년대에 이미 시작되었지만 실용화가 이루어지지 않은 이유는 막 투과속도가 적었기 때문이었다. 그러나 막 제조기술의 발달에 의해서 처리면적이 매우 큰 초박막이 제조되었고 이로인해 에너지 절약형 기체분리 방법으로서의 막분리법이 다시 흥미를 끌게 되었다. 현재 실용화되고 있는 막으로 투과계수가 큰 실리콘막을 들수 있지만 분리계수가 작기 때문에 보다 분리성능이 큰 새로운 막의 개발이 요망된다. 그러나 실리콘막에 대한 상세한 연구가 별로 없기 때문에 실리콘막을 기준막으로 성능이 좋은 막을 개발하는데 있어서의 데이터가 부족하다. 본 연구는 이와같은 데이터를 보충하고 막투과가 기체의 어떤 성질에 지배되고 있는가를 조사할 목적으로 수행하였다.

• 공업화학전망
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• 제23권4호
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• pp.1-12
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• 2020

최근 실내 공기질(IAQ; indoor air quality)을 악화시키는 물질 중 하나인 이산화탄소 저감 연구가 다수 진행되고 있다. 현재 이산화탄소를 저감하는 방법에는 흡착법, 흡수법, 막분리법 등이 있다. 그 중 흡수법은 액체 상태의 흡수제를 분사하는 공정 특성상 실내에 적용하기 어렵고 2차 오염물 또는 폐수가 발생할 수 있다. 또한, 막분리법은 이산화탄소 분리를 위한 응집 및 침전과 같은 전처리 과정이 필요하므로 실내 이산화탄소 저감에 적합하지 않다. 반면, 흡착법은 비교적 저렴하고 운영이 간단하여 적용 사례가 증가하였으며, 유동 인구가 많고 환기가 어려운 지하철, 버스 등의 대중교통 차량 내부 및 교실, 사무실, 공공시설에서 배출되는 실내 이산화탄소를 제어할 수 있다는 장점이 있어 가장 적합한 해결책으로 알려져 있다. 흡착 공정에 사용되는 대표적인 흡착제 종류에는 활성탄, 제올라이트, 알루미나 등이 있으며, 이 흡착제들을 개질 및 성형하여 흡착제의 성능 및 기계적 강도를 증진시키는 고도화 연구가 활발히 수행되고 있다. 이처럼 적용 대상 내 설치 및 교체가 용이하도록 하는 흡착제 제조 기술 개발이 필요한 실정이며, 흡착제를 상용화 수준까지 발전시킴으로써 강화된 실내 공기질 규제 기준에 대한 대응 및 삶의 질 향상이 기대된다.

• 한국가스학회지
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• 제24권1호
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• pp.17-22
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• 2020

Naphtha Cracker Gas Splitter Unit 공정은 증류공정에서 얻어지는 경질납사(Light Naphtha)를 Furnace에서 열분해하여 나오는 유분을 각각 끓는점 차이에 따라 메탄, 에틸렌, 프로필렌 반제품등으로 순차적으로 분리한다. 이런 전통적인 분리방법은 2성분을 분리하는 증류탑을 연속으로 설치하여 생산한다. 이러한 분리방법은 Reboiler에서 발생하는 에너지가 증류탑 내부의 성분들을 분리하는 데 사용된 후 증류탑 상부 Condenser에서 응축열로 버려지기 때문에 에너지 낭비가 큰 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 납사 열분해공정내의 가스분리공정의 2개의 증류탑을 Petlyuk Column으로 설계하였다. 증류탑내 조성분포가 평형관계만으로 계산되는 이상단수 효율하에서 stage to stage 계산방법으로 구조적 설계를 하였고 일반 증류탑과 비교한 결과 제시된 Petlyuk Column의 설계방법이 기존의 설계 방법인 3-Column 모델법보다 설계 시간이 단축될 뿐만 아니라 증류탑내의 Liquid의 조성분포를 평형증류 조성곡선과 유사하도록 설계함으로써 에너지 효율측면에서도 효율적임을 증명하였다. 또한 같은 tray 단수하에서 Petlyuk Column은 일반 증류탑 대비 12.1% 에너지가 절약되어 국내 총생산량 기준할 때 하루 4,400만원 비용 절감을 가져오고 추가로 Condenser 및 Reboiler 사용량 감소에 따른 초기 투자비도 절감됨을 알 수 있었다. 12.1% 에너지가 절약될 뿐만 아니라 Condenser 및 Reboiler 사용량 감소에 따른 초기 투자비도 절감됨을 알 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.90.1-90.1
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• 2011

연료전지 분리판은 연료, 공기, 수분이 흐를 수 있는 채널들이 포함되어 있으며, 전지들에 의해서 생산되는 전류를 흐르게 할 수 있는 전기전도성을 가져야 할 필요가 있다. 일반적인 금속판들은 연료전지 스택 내의 산성 분위기에 존재해야 하기 때문에 표면 부식이 쉽게 발생한다. 그라핀(graphene)은 우수한 전기전도성을 가지고 있을뿐만 아니라 물리화학적 내식성 및 내구성을 가지고 있어 연료전지 분리판으로서 응용이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 일반적으로 널리 사용하고 있는 스테인리스강(stainless steel)을 모재로 사용하였으며, 그라핀을 전기분무법(electro spray coating)으로 코팅하여 스테인리스강의 내식성 및 전기전도성을 동시에 향상시키고자 하였다. 그라핀은 에탄올을 용매로 사용하여 분산하였으며, 분산제로 소량의 다이페닐다이에톡시실란(diphenyldiethoxysilane)을 첨가하여 코팅용액을 제작하였다. 코팅공정은 15kV 전압을 가하여 1시간동안 코팅을 진해하였으며, 그라핀-스테인리스강 모재의 미세구조를 전자현미경과 광학현미경을 통하여 관찰하였다. 또한 X-선 회절분석법을 이용하여 그라핀의 결정구조를 분석하였다. 한편 스택의 내부와 유사한 산화성 분위를 모사하기 위해 $80^{\circ}C$의 0.1N $H_2SO_4+2ppm\;F^-$ 용액에서 내식성 실험을 수행하였고, 면간접촉저항도 측정하였다. 그라핀이 코팅된 스테인리스강 시편은 고분자전해질 연료전지 분리판의 요구조건을 만족하였으며, 연료전지 분리판으로서의 적용가능성을 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.137-146
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• 2001

고상 반응법을 이용하여 $La_{0.7}Sr_{0.3}Ga_{0.6}Fe_{0.4}O_{3-{\delta}}$ 분말을 합성하고 혼합전도체 분리막을 소결하여 제조하였다. 제조된 분리막은 $LaGaO_3$에 일치하는 폐롭스카이트 결정구조를 나타내었으며 95% 이상의 높은 상대밀도를 나타내었다. 스크린 프린팅 방법으로 $La_{0.6}Sr_{0.4}CoO_{3-{\delta}}$ 후막을 disk의 양 표면에 코팅하였으며 코팅 막은 비교적 치밀한 미세구조를 나타내었다. 코팅되지 않은 분리막과 코팅된 분리막의 산소투과 성능을 비교 실험한 결과 $850^{\circ}C$에서 동일한 두께의 코팅된 분리막의 정상상태 산소 투과 유속이 $0.7{m{\ell}}/min.cm^2$ 정도로 코팅되지 않은 분리막에 비해 약 2~3배로 높게 나타났다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.409-414
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• 2011

건물용 고분자연료전지는 저탄소 녹색산업화에 기여할 수 있는 대표적인 신재생에너지원으로, 정부 주도의 보급사업을 통해 초기 시장창출이 이루어지고 있다. 고분자연료전지 산업화 촉진을 위해서는 분리판을 비롯한 구성 부품의 상용화 기술개발과 저가화가 필수적이다. 탄소복합체 몰딩분리판의 적용은 고분자연료전지 상용화를 앞당기는데 기여할 것이다. 한국타이어에서 개발한 복합체 몰딩분리판은 고분자연료전지 스택 부품으로서의 요구 특성과 성능을 모두 만족시키는 것으로 나타났다. 한국타이어는 분리판 상용화 기술개발과 지속적인 생산능력 확보를 통해 국산 연료전지의 가격 및 성능 경쟁력 향상을 위해 최선의 노력을 다하고 있다.