본 연구는 현재 올레핀/파라핀 분리에서 사용되는 극저온 분리법을 대체하기 위한 촉진수송 분리막에 대한 연구이 다. 촉진수송 분리 막을 상업화하기 위해서는 비용 절감 또한 매우 중요한 요소이다. 하지만 많은 연구가 이루어지고 있는 AgBF4 는 상대적으로 고가인 은 염이기 때문에 이를 대체하기 위해 비교적 저렴한 AgCF3SO3를 이용하여 PEBAX-2533/AgCF3SO3/ Al(NO3)3 복합막을 제조하였다. 분리막의 특성은 SEM, FT-IR, RAMAN을 통해 분석되었으며, 이번 연구를 통해 고분자 매 트릭스가 장기 안정성에 영향을 준다는 사실을 확인하였다.

정공 수송 층 (HTL)은 PSC의 효율 및 안정성을 증가시키기 위해 페로브스카이트 태양 전지 (PSC)에서 중요한 역할을 한다. 본 연구에서, 우리는 PSCs에서 HTL 스핀 코팅 및 블레이드 코팅 방법으로 니켈 산화물 구리 산화물 (NiO-CuO) 나노 입자 (NPs) 박막을 준비하였다. 스핀 코팅 및 블레이드 코팅 된 NiO-CuO 필름의 필름 특성은 원자력 현미경 (AFM)을 사용하여 조사하었고, 장치 성능에 대한 효과는 J-V 특성, 양자 효율 및 광 강도의 Voc 의존성을 사용하여 조사하었다. 결과적으로, 스핀 코팅으로 15.28 % 효율, 블레이드 코팅으로 11.18 % 효율을 달성하였다.

본 총설에서는 고분자와 은염으로 구성된 고분자 전해질 분리막과 장시간 안정성을 해결하기 위한 방안들이 정리 되었다. 특히 이온성 액체를 활용하여 AgNO3를 새로운 운반체로 사용하기 위한 방안, 새로운 고분자 매트릭스로서 poly(ethylene phthalate) (PEP)를 활용하는 방안과 가장 최근 알루미늄 염을 활용하여 운반체의 안정성을 부여하는 연구결과들이 정 리되었다. 올레핀 촉진수송을 위한 고분자 나노복합체 분리막의 경우, 운반체인 은 나노입자 표면을 극성화시킬 수 있는 전자 수용체의 종류와 특징들이 소개되었으며, 최근 투과도 성능을 향상시킬 수 있는 연구결과들이 정리되었다.

Cu nanoparticles generated by redox reduction with Fe2+ ions and porous KIT-6 were utilized for high selectivity and permeance. When positively polarized Cu nanoparticles were generated and porous KIT-6 materials were incorporated into ionic liquid 1-butyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate (BMIM BF4), these membranes showed the selectivity for CO2/N2 and CO2/CH4 was largely enhanced to 16.4 and 23.4, respectively while neat BMIMBF4 was 5.0 and 4.8, respectively. Furthermore, the CO2 permeance was also enhanced to 50.7 GPU. It was thought that these enhancements of separation performance was attributed to both the facilitated transport by polarized CuNPs and the increase of diffusivity by porous materials. Therefore, highly selective and permeable membrane for CO2 separation was successfully prepared.

올레핀/파라핀 분리 기술로 silver nanoparticles(AgNPs)를 운반체로 사용하여 보다 효과적으로 올레핀을 분리하는 고성능 올레핀 촉진수송 분리막을 제조하고자 하였다. 기존에 성능이 밝혀진 PVP/AgNPs/TCNQ 나노복합체 막에 추가적으 로 할로겐 물질을 첨가하여 AgNPs의 표면을 더 양극화시킴으로써 성능을 향상시키고자 하였다. 제조한 용액을 TEM과 EDS 로 분석해서 AgNPs의 형성과 iodine의 존재를 확인하였다. Propylene/propane 혼합기체의 분리 성능 실험을 통해 기존 PVP/AgNPs/TCNQ 나노복합체 분리막과 기체 분리 성능을 비교하였고, long-term stability 실험을 통해 분리막의 안정성을 조사하였다.

연구에서는 Poly(ethylene oxide) (PEO)/Ag Nanoparticles (NPs)/7,7,8,8-Tetracyanoquinodimethane (TCNQ) 분 리막 시스템을 제조하여 기존의 PEO/Ag NPs/p-Benzoquinone (p-BQ) 복합체 분리막보다 더 향상된 성능을 보이는 고투과성 올레핀 촉진수송 나노복합체 분리막을 얻고자 하였다. 고분자 지지체 PEO와 은 나노 입자 전구체 AgBF4는 1 대 0.4 몰비로 고정하고 전자 수용체인 TCNQ 함량은 다양하게 조절하였으며 1/0.4/0.004 몰비에서 가장 높은 올레핀 분리막 성능을 확인하 였다. 따라서 이 비율에서 long-term test를 진행하였고 초반에는 투과도 약 23 GPU, 선택도 약 6 (프로필렌/프로판)의 수치를 보였으나 32시간 만에 투과도는 약 6 GPU, 선택도는 약 2 (프로필렌/프로판)로 감소하는 것을 확인하였다.

중국경제의 급부상과 함께 물류산업이 최근 몇 년간 빠른 속도로 성장하고 있다. 특히 한 중간의 물동량이 지속적으로 증가하고 있는 상황에서 물류비용 절감을 위한 복합수송시스템의 도입 필요성이 대두되고 있으며, 육상수송 위주에서 친환경적 수송수단인 철도, 연안해운 등으로 modal shift가 활성화 되고 있다. 본 연구에서는 이미 운용중인 중국의 기반시설을 고려하여 한중 열차페리 시스템 도입을 위한 기술적 시사점을 제시하였다. 열차페리 시스템의 기술적인 평가에는 선박뿐 만아니라 제반시설과 기술이 포함되어야 한다. 즉, 한 중간 열차페리 시스템의 도입을 위해서는 효율적인 modal shift를 위한 항만 및 철도시설, 그리고 운용기술의 확보와 표준화를 위한 작업이 선행되어야 한다.