나노 구조 이온교환 물질을 이용한 역전기 투석식 발전 장치에 대한 연구

Abstract

최근에 대체에너지에 대한 필요성이 점점 커지고 있고, 이에 관한 연구가 점점 증가하는 추세이다. 대체에너지 중 해수와 담수의 농도차로 인한 에너지, 그 중 에서도 역전기투석법을 이용하여 양이온 교환막과 음이온 교환막의 사이에 해 수와 담수를 공급함으로써 전력을 생산하는 방법이 있다. 최근 유럽을 중심으 로 연구가 점차 증가하고 있다. 역전기투석법을 이용한 발전 기술의 단점은 바 로 구성 요소 중 하나인 이온교환막의 가격이 고가라는 것이다. 이것 때문에 상용화에 어려움이 있다. 본 연구에서는, 기존 역전기투석법을 이용한 발전 장 치의 해석 모델을 개선한 모델을 개발하고, 기존 폴리머로 구성된 이온교환막 을 대체를 위해 개발한 세라믹 재질의 이온교환 물질을 해석 모델에 적용하여, 기존 폴리머 이온교환막과 개발한 세라믹 재질의 이온교환 물질의 성능을 비교 하는 연구를 수행하였다. 기존 모델은 농도 경계층에 대한 가정을 하였지만. 본 연구에서는 가정 없이 이온의 확산 방정식을 이용하여 모델을 개발하였다. 세 라믹 재질의 이온 교환 물질은 세라믹의 소결법을 통하여 제작하였고, 실험적 으로 전기적 특성을 측정하였다. 본 연구에서는 세라믹 이온 교환 물질의 개발 하고, 그것을 해석 모델에 적용하여 기존 폴리머 이온교환막의 발전 성능을 비 교하는 가격경쟁력을 확인하는 것을 목표로 연구를 진행하였다.