바이오전기화학 H2O2 합성과 역삼투 전기투석 기반 에너지·소독 공정 연구
Bioelectrochemically synthesized H2O2 and reverse electrodialysis for energy and disinfection
연구 내용
바이오전기화학에서 H2O2를 합성하고 UV/H2O2 및 전기화학적 소독에 연계하여 처리수 재이용·에너지 회수를 수행하는 연구
폐수 처리와 에너지 회수를 동시에 달성하기 위해 역삼투 전기투석(reverse electrodialysis)과 바이오전기화학 기반 H2O2 생산 공정을 결합한 접근을 수행합니다. 역삼투 전기투석 스택을 통해 염도 기울기에서 전기를 회수하고, 전기화학 반응으로 소독 관련 산화제를 생성하여 처리 성능을 확보합니다. 아울러 바이오전기화학 셀에서 합성된 H2O2를 UV 산화로 연계해 처리수 품질 기준을 만족시키는 방식으로 재이용 가능성을 검토합니다. 탄소 촉매 표면 개질을 통해 H2O2 생성 효율을 개선하며, 영양염 회수와 유기물 감소를 함께 평가하는 점이 특징입니다.
관련 연구 성과
관련 논문
6편
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연구 흐름
초기에는 염도 기울기 시스템에서 역삼투 전기투석의 스택 성능과 오염(fouling) 영향을 고려하여 전력 회수 가능성을 확인했습니다. 이후에는 역삼투 전기투석에서 생성되는 전기화학적 반응을 활용해 처리수 소독 효율을 향상시키는 방향으로 연구를 확장했습니다. 한편 바이오전기화학에서는 탄소 촉매의 표면을 조절해 H2O2 생성 경로를 안정화하고, 합성된 H2O2를 UV/H2O2 공정에 적용하여 영양염이 포함된 폐자원 용액의 재이용 성능을 검증하는 흐름으로 심화되었습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
- 염도 기울기 기반 전력 회수
- 역삼투 전기투석 스택 설계
- 전기화학 소독 공정
- H2O2 생성용 탄소 촉매
- UV/H2O2 연계 처리
- 처리수 재이용 평가
- 영양염 회수·재활용
- 유기물 산화 저감
- 실험실-파일럿 공정 스케일업
- 해수·담수 연계 수처리
관련 논문
구분
제목
Enhanced electrochemical disinfection of domestic aquaculture wastewater with energy production in reverse electrodialysis
Enhanced energy recovery using a cascaded reverse electrodialysis stack for salinity gradient power generation
Unravelling the UV/H2O2 process using bioelectrochemically synthesized H2O2 to reuse waste nutrient solution
Surface modification of carbon catalysts for efficient production of H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> in bioelectrochemical systems
Unravelling the Uv/H2o2 Process Using Bioelectrochemically Synthesized H2o2 to Reuse Waste Nutrient Solution
Enhanced Hydrogen Production in Zero-Gap Bipolar Membrane Microbial Electrolysis with Binderless Cathodes in Real Wastewater