간행물
멤브레인 KCI 등재 Membrane Journal
- 발행기관 한국막학회
- 자료유형 학술지
- 간기 계간
- ISSN 1226-0088 (Print)2288-7253 (Online)
- 수록기간 1991 ~ 2026
- 주제분류 공학 > 화학공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 570DDC 660
권호리스트/논문검색
Volume.36 No.2 (2026년 6월) 4건
1.
2026.06
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계면 중합(interfacial polymerization, IP) 기반 복합 박막(thin-film composite, TFC) 분리막은 유기 용매 나노여과 (organic solvent nanofiltration, OSN)의 핵심 기술이나, 투과도와 선택성의 상충 관계 해결이 과제다. 본 연구에서는 resorcinol( RES)과 trimesoyl chloride (TMC)의 폴리아릴레이트 선택층 내에 필라[5]아렌 (P[5])을 공유 결합으로 담지하는 IP 전략을 제안한다. 제조된 분리막은 P[5]의 거대고리 구조에 의한 자유 부피 증가로 우수한 메탄올 투과도를 보였으며, 이소프 로판올(isopropanol, IPA) 전처리를 통해 선택성 저하 없이 성능을 추가 개선하였다. 특히 P[5] 도입은 500 Da 부근에서 급격 한 분자량 차단(molecular weight cutoff, MWCO) 특성을 유도했는데, 이는 P[5]가 매트릭스 내에서 정밀한 자유 부피 분포를 조절했음을 시사한다. 본 연구는 빠른 용매 수송과 옹스트롬(Å) 수준의 정밀 분리가 가능한 고성능 OSN 분리막의 확장 가능 한 제조 경로를 제시하며, 이는 정밀 화학 및 제약 공정에 적합할 것으로 기대된다.
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2.
2026.06
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중공사막 위에 완충층과 선택층을 유도하기 위한 역계면중합(inverse interfacial polymerization, IIP) 연구를 진행 하였다. 점도 조절된 polydimethylsiloxane (PDMS) 층은 다공성 polyethersulfone (PES) 지지체로의 모세관 침투를 억제하여 연속적인 피복과 제어된 선택층 형성을 가능하게 했다. 아민 말단 폴리디메틸실록산(amine-terminated polydimethyl siloxane, N-PDMS)은 계면 적합성을 향상시키고 폴리아미드 네트워크와의 공유결합에 참여하였다. PDMS, 가교제, trimesoylchloride (TMC), polyethylenimine (PEI) 농도를 체계적으로 변화시킨 결과, 네트워크 연속성, 가교 밀도, 계면 성장 동역학에서 뚜렷 한 전이가 나타났으며, 구조–전달 전이 임계값이 투과도–선택성 균형을 지배함을 확인하였다. 최적화된 멤브레인(2 wt% PDMS, 10:1 베이스 대 가교제, 0.2 wt% N-PDMS, 0.1 mmol TMC, 1 wt% PEI)은 2 bar 조건에서 350 GPU 이상의 CO2 투 과도와 14의 CO2/N2 선택성을 달성했으며, 72 h 동안 안정성을 유지하였다. 이러한 결과는 고성능 CO2 분리를 위한 확장 가 능한 전략으로서 계층적 구조–전달 제어의 중요성을 강조한다.
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3.
2026.06
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최근 기후변화와 화석연료 고갈 문제로 지속 가능하고 환경 친화적인 기술이 필수적으로 여겨진다. 이러한 이유 에서 탄소를 배출하지 않고 에너지를 생산하는 기술인 연료전지에 대한 관심이 증가하고 있으며, 그중 에너지 효율이 높은 수소이온 교환막 연료전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 이를 구성하는 소재인 Pt/C 촉매가 매우 고가이기 때문에 trial and error 기반 반복 실험을 수행하기에는 경제적으로 부담이 크다는 한계가 있다. 이를 보완하고자, 컴퓨터를 통 해 성능을 분석하는 지배 방정식 기반 다중물리 시뮬레이션 연구가 활발히 진행되고 있다. 다중물리 시뮬레이션은 1차원 (one-dimensional, 1D)부터 3차원(three-dimensional, 3D)까지 해석이 가능하지만, 각 차원의 한계가 명확하기 때문에, 이에 대 한 규명이 필요하다. 본 연구 그룹에서는 사전 연구를 통해 고온 수소이온 교환막 연료전지 기반 1D 및 2D에 대한 해석을 수행하였으며, 2D에서 유량 최적화가 가능하다는 것을 규명하였다. 본 연구에서는, 이를 확장하여 고온 수소이온 교환막 연 료전지 기반 3D 모델을 제작하고, 2D와의 차이를 보고자 한다.
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4.
2026.06
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본 연구는 막 손상을 검지하기 위한 압력손실시험(pressure decay test, PDT)에서 분리막의 초기 상태(virgin state) 의 물성을 고려하여 산정하는 초기설정압력(Ptest, Pmax)에 대한 오차범위를 확인하고자 하였다. 여과 공정을 수행하면서 불가 피하게 발생하는 막오염으로 인하여 변화하는 접촉각을 연속적으로 측정하여 막간차압(transmembrane pressure, TMP)과의 상관관계를 확인한 결과, 막간차압이 0~200 kPa 증가할 때 막 표면에서의 접촉각이 83~41° 범위로 선형 감소하는 결과로 측 정되었다. 물리세척에 의한 회복율이 높은 가역적인 오염구간보다 비가역적인 막오염 구간에서 접촉각의 변화폭이 커지는 것 을 확인할 수 있었다. 이를 통하여 종래 고정된 초기설정압력에서 막의 물성과 막오염도에 따라 적용의 필요성을 확인할 수 있었으며, 막 손상 면적 대비 일정한 압력손실율(pressure decay rate, PDR)을 얻기 위해서 압력손실시험을 수행할 때 막오염의 간접지표인 TMP를 고려하여 동적으로 초기설정압력값을 산정 및 적용해야만 절대적인 수질 보증을 유지할 수 있을 것이다.
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