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멤브레인 콘덴서의 재료로서 미세다공성 실리카라이트-1과 메조다공성 γ-알루미나의 성능 비교 KCI 등재

Performance Comparison of Microporous Silicalite-1 and Mesoporous γ-Alumina as Materials for Membrane Condensers

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/441588
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멤브레인 (Membrane Journal)
한국막학회 (The Membrane Society Of Korea)
초록

산업의 고도화와 정밀함이 진행됨에 따라 공정과 부품의 수분 제어 기술의 중요도가 높아지고 있다. 이에 낮은 운영, 설치비용, 항상성 유지, 신뢰성이 확보된 고효율 제습 기술의 개발이 요구된다. 멤브레인 콘덴서는 고효율의 제습기술 로 주목받고 있으며, 무기막을 활용할 경우 가혹한 환경에 적용시킬 수 있을 것으로 기대된다. 소수성 미세다공성 물질인 실 리카라이트-1 (silicalite-1)과 친수성 메조다공성 물질인 γ-알루미나를 이용하여 재료물질의 기공 크기에 따른 멤브레인 콘덴 서의 성능을 비교하였다. 수열합성 및 이차성장을 통해 실리카라이트-1/α-알루미나 멤브레인 콘덴서을 제조하였으며, 보헤마 이트 졸 기법(boehmite sol-gel method)으로 합성한 후 실란코팅을 통해 소수성 개질된 γ-알루미나/α-알루미나 멤브레인 콘 덴서를 제조하였다. 수분 응축 실험을 진행한 결과, 실리카라이트-1/α-알루미나 멤브레인 콘덴서는 36.5%의 수분 제거율을 보였으며, γ-알루미나/α-알루미나 멤브레인 콘덴서는 51.4%의 수분 제거율을 보였다. 이는 메조 기공을 갖는 기공구조가 제 습성능에 영향을 미치는 중요한 요소임을 시사하며, γ-알루미나가 경제적 이점을 제공할 뿐만 아니라 우수한 성능을 나타내 어 산업용 제습 응용 분야를 위한 멤브레인 콘덴서에 적합한 물질로 보인다.

As industries advance and precision increases, the importance of moisture control technology in processes and components has become more critical. Consequently, the development of high-efficiency dehumidification technology with low operating and installation costs, stability, and reliability is in high demand. The membrane condenser has gained attention as a highly efficient dehumidification technology, and the use of inorganic membranes is expected to enable application in harsh environments. In this study, the performance of membrane condensers was compared based on the pore size of the material, utilizing silicalite-1, a hydrophobic microporous material, and γ-alumina, a hydrophilic mesoporous material. The Silicalite-1/α-alumina membrane condenser was fabricated through hydrothermal synthesis and secondary growth, while the γ-alumina/α-alumina membrane condenser was synthesized using the boehmite sol-gel method, followed by silane treatment for hydrophobic modification. Moisture condensation experiments revealed that the silicalite-1/α-alumina membrane condenser achieved a water rejection of 36.8%, while the γ-alumina/α-alumina membrane condenser demonstrated a higher water rejection of 51.5%. Consequently, the impact of microporous material properties on the dehumidification performance of membrane condensers was not significant. Moreover, the γ-alumina/α-alumina membrane condenser exhibited better performance along with economic advantages, making it a promising candidate for industrial dehumidification applications.

목차
요 약
Abstract
1. 서 론
2. 실 험
    2.1. α-알루미나 멤브레인 콘덴서의 제조
    2.2. 실리카라이트-1/α-알루미나 멤브레인 콘덴서 제조
    2.3. γ-알루미나/α-알루미나 멤브레인 콘덴서 제조
    2.4. 멤브레인 콘덴서 특성화
    2.5. 수분응축장치
3. 결과 및 고찰
    3.1. 제조된 멤브레인 콘덴서의 형상 및 기공의 구조
    3.2. 수분응축시험 결과
4. 결 론
감 사
Reference
저자
  • 여정구(한국에너지기술연구원) | Jeong-Gu Yeo (Energy Storage Research Department, Korea Institute of Energy Research, Daejeon 34129, Republic of Korea)
  • 김민지(충남대학교 에너지과학기술대학원 에너지과학기술학과, 한국생산기술연구원) | Min-Zy Kim (Graduate School of Energy Science and Technology, Chungnam National University, Daejeon 34134, Republic of Korea, Green and Sustainable Materials R&D Department, Korea Institute of Industrial Technology, Cheonan 31056, Republic of Korea)
  • 조철희(충남대학교 에너지과학기술대학원 에너지과학기술학과) | Churl Hee Cho (Graduate School of Energy Science and Technology, Chungnam National University, Daejeon 34134, Republic of Korea) Corresponding author
  • 폰누사미 디브야(충남대학교 에너지과학기술대학원 에너지과학기술학과) | Ponnusamy Dhivya (Graduate School of Energy Science and Technology, Chungnam National University, Daejeon 34134, Republic of Korea)
  • 구용민(충남대학교 에너지과학기술대학원 에너지과학기술학과) | Yong Min Ku (Graduate School of Energy Science and Technology, Chungnam National University, Daejeon 34134, Republic of Korea)