세계 보건기구 (WHO)에 따르면 전 세계 약 785 억 2.5 만 명이 깨끗한 식수 공급원이 부족합니다. 지구상에 엄청난 양의 물이 있음에도 불구하고 대부분은 해수이며 담수는 전체의 약 XNUMX %에 불과합니다. 깨끗한 식수를 제공하는 방법 중 하나는 해수를 담수화하는 것입니다. 한국 건설 기술 연구원 (KICT)은 막 증류 공정을 통해 바닷물을 식수로 전환 할 수있는 안정적인 성능의 전기 방사 나노 섬유막 개발을 발표했다.

막 습윤은 막 증류에서 가장 어려운 문제입니다. 멤브레인 증류 작업 중에 멤브레인이 습윤을 나타내는 경우 멤브레인을 교체해야합니다. 점진적 멤브레인 습윤은 특히 장기간 작업에서 관찰되었습니다. 막이 완전히 젖게되면 공급 물이 막을 통과하여 낮은 품질의 투과 물로 이어 지므로 막은 비효율적 인 막 증류 성능으로 이어집니다.

우 윤철 박사가 이끄는 KICT 연구팀은 전기 방사라는 대체 나노 기술로 제작 된 동축 전기 방사 나노 섬유 멤브레인을 개발했다. 이 새로운 담수화 기술은 세계의 담수 부족을 해결하는 데 도움이 될 잠재력이 있음을 보여줍니다. 개발 된 기술은 습윤 문제를 예방하고 막 증류 공정에서 장기적인 안정성을 향상시킬 수 있습니다. XNUMX 차원 계층 구조는 더 높은 표면 거칠기와 따라서 더 나은 소수성을 위해 멤브레인의 나노 섬유에 의해 형성되어야합니다.

동축 전기 방사 기술은 XNUMX 차원 계층 구조를 가진 멤브레인을 제작하는 데 가장 유리하고 간단한 옵션 중 하나입니다. 우박사 연구팀은 폴리 (비닐 리덴 플루오 라이드-코-헥사 플루오로 프로필렌)을 코어로 사용하고 저농도 폴리머와 혼합 된 실리카 에어로겔을 시스로 사용하여 동축 복합 막을 생성하고 초 소수성 막 표면을 얻었다. 실제로 실리카 에어로겔은 기존 ​​폴리머에 비해 열전도율이 훨씬 낮아 전도성 열 손실이 감소하여 멤브레인 증류 공정에서 수증기 유속이 증가했습니다.

멤브레인 증류 응용 분야에서 전기 방사 나노 섬유 멤브레인을 사용하는 대부분의 연구는 높은 수증기 플럭스 성능을 보였지만 50 시간 미만 동안 작동했습니다. 반대로 우박사 연구팀은 제작 된 동축 전기 방사 나노 섬유막을 이용한 막 증류 공정을 30 일 (1 개월) 적용했다.

동축 전기 방사 나노 섬유 멤브레인은 99.99 개월 동안 1 % 염 제거를 수행했습니다. 결과에 따르면 멤브레인은 낮은 슬라이딩 각도와 열전도도 특성으로 인해 습윤 및 오염 문제없이 잘 작동했습니다. 온도 분극은 멤브레인 증류의 중요한 단점 중 하나입니다. 전도성 열 손실로 인해 멤브레인 증류 작업 중에 수증기 플럭스 성능을 저하시킬 수 있습니다. 이 멤브레인은 낮은 슬라이딩 각도, 낮은 열전도도, 온도 분극 방지, 습윤 및 오염 문제 감소와 같은 몇 가지 중요한 특성을 가지고있는 동시에 초 포화 높은 수증기 플럭스 성능을 유지하기 때문에 장기 멤브레인 증류 응용 분야에 적합합니다.

우 박사의 연구팀은 시판되는 멤브레인 증류 공정에서 높은 수증기 유속 성능보다 안정적인 공정을 갖는 것이 더 중요하다고 지적했습니다. Woo 박사는“동축 전기 방사 나노 섬유 멤브레인은 습윤 문제없이 해수 용액을 처리 할 수있는 강력한 잠재력을 가지고 있으며 파일럿 규모 및 실제 규모의 멤브레인 증류 응용 분야에 적합한 멤브레인 일 수 있습니다.”라고 말했습니다.

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한국 건설 기술 연구원 (KICT)은 건설 및 국토 관리 분야의 원천 및 실무 기술을 개발하여 대한민국 건설 산업 발전과 국가 경제 발전에 기여하기 위해 설립 된 정부 지원 연구 기관입니다.

이 연구는 대한민국 KICT의 내부 지원금 (20200543-001)으로 지원되었습니다. 이 프로젝트의 결과는 국제 저널에 게재되었으며 막 과학 저널, 7.183 년 3 월 폴리머 과학 분야의 유명한 국제 저널 (IF : 2021 및 JCR 카테고리의 순위 # XNUMX).

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출처 : https://bioengineer.org/making-seawater-drinkable-in-minutes/