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이온전도성 세라믹 기반 고온 전기화학 멤브레인 반응기 응용기술
엄성현 ( Sung Hyun Uhm ),박재량 ( Jae Layng Park ),서민혜 ( Min Hye Seo ) 한국공업화학회 2013 공업화학 Vol.24 No.4
멤브레인 반응기는 멤브레인과 반응기를 결합하여 반응과 분리의 단위공정을 하나로 결합함으로써 전체공정을 단순화하고 반응효율을 높이고자 하는 혁신 기술로써, 멤브레인을 이용한 생성물의 선택적 제거를 통해 열역학적 평형을 뛰어넘는 전환율, 부반응물 생성 억제에 의한 반응 효율 및 선택성을 향상시킬 수 있다. 특히 이온전도성 세라믹을 이용한 멤브레인 반응기는 연료전지의 개발, 고순도 산소/수소의 분리/정제, 이산화탄소의 전환 및 다양한 화학제품제조에 까지 응용될 수 있기 때문에 시장의 확대와 더불어 크게 발전할 수 있을 것으로 기대된다. 본 총설에서는 수소이온 전도성 세라믹 멤브레인 반응기에 대한 연구동향과 다양한 응용분야 및 향후 전망 등에 고찰해 보고자 한다. Membrane reactors have been showing a promising future and attracted increasing attention in the scientific community as they possess advantages in terms of enhanced catalytic activity and selectivity, combination of processes (reaction and separation), simplicity in process design, and safety in operation. In particular, solid electrolyte membrane reactor principles are realized in fuel cells, electrolyzers and reactors for hydrogenation of carbon dioxide and other economically viable reactions. In this review, as a young generation of ion conducting materials, high temperature proton conductors are discussed in terms of the current status of material development and their various applications.
폐 젤리충진 통신케이블로부터 고순도 구리회수를 위한 대형화 방안 연구
조성수 ( Sung Su Cho ),이수영 ( Soo Young Lee ),서민혜 ( Min Hye Seo ),엄성현 ( Sung Hyun Uhm ) 한국공업화학회 2014 공업화학 Vol.25 No.2
폐 젤리충진 통신케이블로부터 고순도 구리회수를 위하여 실리콘계 및 톨루엔계 합성 열매유와 폐식용유를 사용하여 적용성을 평가하였다. 실리콘계 오일의 경우 모든 조건에서 분리효율이 낮은 반면, 톨루엔계 오일 및 폐식용유의 경우 처리온도 및 시간을 조절함에 따라 높은 분리효율을 얻을 수 있었다. 폐식용유를 사용하는 50 kg급 밀폐형 대용량 설비를 이용하여 300 ℃에서 60 min 이상 처리할 경우 99.2% 이상의 고순도 구리와이어를 100% 회수할 수 있었다. We examined and compared the feasibility of vegetable oils with synthetic thermal conductive oils to recover highly purified copper metal from waste jelly-filled communication cables. While polydimethylsiloxane shows relatively poor separation effi-ciency under entire operating conditions, dibenzyltoluene and waste vegetable oil show the high separation efficiency if the appropriate operating temperature and time were given. By running 50 kg-class equipment with waste vegetable oils, we ob-tained 100% copper metal recovery with 99.2% purity at 300 ℃ for 60 min.
PFCs 가스의 고온열분해 처리를 위한 열 플라즈마 스크러버 시스템 개발
황상연(Sang Yeon Hwang),이동헌(Dong Hun Lee),엄성현(Sung Hyun Uhm),차우병(Woo Byoung Cha) 한국열환경공학회 2019 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2019 No.춘계
온실가스로 분류되는 PFCs는 불소가 함유된 화학물질로 식각, 화학기상증착 등과 같은 반도체 공정에서 주로 사용되고 있으며 배출 총량 기준으로는 CO2의 수천 분의 일에 불과하지만 지구온난화 지수가 수천에서 수만에 이르는 심각한 지구온난화 물질에 해당된다. 기존 PFCs 제거 기술은 2차 부산물(HF, NOx, SOx) 발생 및 열효율에 따른 성능 저하 문제가 있으며 PFCs 중 매우 안정한 물질인 CF4의 경우 고온에서 화학 반응장이 형성되어야 하므로 제거에 한계를 가지고 있다. 이로 인해 최근 플라즈마를 발생 전자와 기체 분자의 충돌에 의해 직접 분해하거나 열 플라즈마를 이용하여 고온 반응 조건에서 열분해 하는 기술이 개발되고 있다. 그러나 현재까지 개발된 열 플라즈마 스크러버의 경우 에너지 소모량 및 열손실이 높아 처리 효율을 높이면서 소비에너지를 절감 할 수 있는 시스템 최적화 기술 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 PFCs 가스를 열 플라즈마 고온영역에 직접 분사함으로써 고효율 처리가 가능하고 NOx 배출 최소화 및 부식성 가스와 파우더의 효과적인 제거가 가능한 스크러버 시스템을 개발하였으며, 실험을 통해 전원 공급 장치와 플라즈마 발생 장치의 매칭 안정성과 PFCs 가스의 제거 성능을 확인하였다.
이재영 ( Jae Young Lee ),이재광 ( Jae Kwang Lee ),엄성현 ( Sung Hyun Uhm ),이혜진 ( Hye Jin Lee ) 한국공업화학회 2011 공업화학 Vol.22 No.3
본 총설은 전극표면과 수용액 사이의 계면에서의 산화 및 환원반응을 이용하여 수용액 내 존재하는 유해한 유기화합물, 중금속 이온 등을 처리 가능한 최근의 전기화학기술에 대해서 정리 요약한 것이다. 수처리에 사용 가능한 전기화학기술은 일반적으로 고온, 고압을 요구하지 않으므로 비용면과 안정성면에서 장점을 지니고 있으며, 또한 높은 시스템 효율로서 다양한 성분을 포함한 폐수를 동시에 처리 가능하다는 것을 소개하고자 한다. 무엇보다 중요한 것은 전극 소재의 선택과 사용이다. This perspective describes recent advances made in the development of various electrochemical technologies to treat waste water containing organic pollutants, reducible/oxidizable and non-reducible/non-oxidizable anions and cations using redox reactions on the solid surface as well as at the interface between solid electrode and liquid electrolyte. Some of representative multiplexing and hybrid electrochemical treatment technologies are discussed, which have great advantages of high efficiency, stability and cost-effective instrumentation without the need of considering non-specific conditions such as high-temperature and high-pressure; however, choices and usages of electrode materials are absolutely critical issues.
LED 공정스크랩으로부터 Ga 회수를 위한 침출 거동 연구
박경수 ( Kyung Soo Park ),( Basudev Swain ),강이승 ( Lee Seung Kang ),이찬기 ( Chan Gi Lee ),엄성현 ( Sung Hyun Uhm ),홍현선 ( Hyun Seon Hong ),심종길 ( Jong Gil Shim ),박정진 ( Jeoung Jin Park ) 한국공업화학회 2014 공업화학 Vol.25 No.4
LED scraps consisting of highly crystalline GaN and their leaching behavior are comprehensively investigated for hydro-metallurgicalrecovery of rare metals. Highly stable GaN renders the leaching of the LED scraps extremely difficult in ordinaryacidic and basic media. More favorable state can be obtained by way of high temperature solid-gas reaction of GaN-Na2CO3powder mixture, ball-milled thoroughly at room temperature and subsequently oxidized under ambient air environment at1000-1200 ℃ in a horizontal tube furnace, where GaN was effectively oxidized into gallium oxides. Stoichiometry analysisreveals that GaN is completely transformed into gallium oxides with Ga contents of ~73 wt%. Accordingly, the oxidized powdercan be suitably leached to ~96% efficiency in a boiling 4 M HCl solution, experimentally confirming the feasibility ofGa recycling system development.