● 본 연구는 하·폐수 내 암모니아 회수 및 고염수 재활용 등 자원 회수형 수처리 공정에서, 에너지 소비를 줄이면서 염수의 pH를 전극 반응을 통해 조절할 수 있는 무기물 기반 전극을 개발하는 것을 목표로 합니다. 아울러, 개발된 전극을 활용하여 염수로부터 자원을 회수할 수 있는 전기화학적 시스템을 구현하고자 합니다.
pH 조절
전기화학
자원 회수
폐수 처리
전극 개발
2
주관|
2023년 5월-2024년 5월
|68,054,000원
전기화학 제염 및 자원 회수 공정을 위한 고안정성 전극 소재 개발
(1) 음이온 흡/탈착 전극의 장기 성능 평가 및 안정성 감소 매커니즘의 체계적 이해: 다양한 음이온 흡/탈착용 전극을 활용한 전기화학 기반 제염 및 자원 회수 시스템의 용량과 장기안정성을 평가한다. 또한, 장기 운전 전후 각 전극의 물리적, 화학적 특성 변화를 관찰하여, 장기안정성에 영향을 미치는 요인을 파악한다. 먼저, 기존에 음이온 흡/탈착에 많이 사용된 금속 혼합 전극, 전도성 고분자, 탄소 전극 등을 활용하고자 하며, 운전조건, 전극 제조 방법, 전극 물질의 물성 등에 따라 달라지는 장기 운전 성능을 관찰하여, 장기안정성의 영향 인자를 이해한다.
(2) 전기화학 이온 분리 공정의 안정성 향상을 위한 염화 이온 흡/탈착 전극의 구조 설계: 파악한 전극의 장기안정성 영향 인자들을 바탕으로, 염화 이온 흡/탈착 전극의 설계 원리를 확립한다. 이를 통해 안정성을 향상시킬 수 있는 전극 구조를 설계하고, 전극 물질을 제조한다. 특히 다양한 금속과 화합물, 탄소와 전도성 고분자 등의 복합체를 전극으로 합성하여 안정성을 높이는 방법을 고려한다.
(3) 제조한 전극을 전기화학 이온 분리 공정에 적용하여 안정성이 향상된 공정을 실험적으로 구현
