수소 분리막

소개

기체 분리막 및 수소 분리막 레포트입니다.

목차

1. 기체 분리막
1.1 기체 분리막 투과 원리
1.2 기체 분리막의 조건
1.3 기체 분리막의 특징
1.4 기체 분리막의 종류

2. 수소 분리막 소재
2.1 고분자 분리막
2.2 금속 분리막
2.3 무기재료 분리막

3. 수소 분리막 응용
3.1 분리 및 정제용
3.2 막반응기 (Membrane Reactor)

본문내용

1. 기체 분리막
분리막이란 2상 사이에서 물질의 이동을 선택적으로 제한하는 기능을 갖는 고분자 재질의 계면(Interphase)이라고 정의될 수 있다. 최근 산업의 고도화 및 다변화로 인한 고순도, 고품위의 제품이 요구됨에 따라 분리공정은 대단히 중요한 공정으로 인식되고 있어 화학공업, 식품공업, 약품공업 등의 공업분야 뿐만 아니라 의료, 생화학 및 환경 분야에 이르기까지 중요한 연구과제가 되고 있다.
막을 이용한 기체분리는 막에 대한 선택적인 가스투과원리에 의하여 진행된다. 즉 기체혼합물이 막 표면에 접촉 하였을 때 기체성분은 막 속으로 용해, 확산하게 되는데 이때 각각의 기체성분의 용해도와 투과도는 막물질에 대하여 서로 다르게 나타나게 된다. 예를 들면 헬륨, 수증기 등은 쉽게 투과하는 기체성분들이고 반면에 메탄, 질소 등은 매우 느리게 투과하는 기체성분들이다. 이것이 공기 중의 산소와 질소, 이산화와 메탄 등을 막을 이용하여 분리할 수 있는 이유가 된다. 기체분리에 대한 추진력은 막 양단에 가해지는 특정기체성분에 대한 분압차이다.
특히 분리막을 이용한 막분리 공정은 상(Phase)변화가 없고 에너지 소모가 적은 장점 때문에 여러 분야에서 광범위하게 응용되고 있다.

<중 략>

3.1 분리 및 정제용
고분자 분리막은 이산화탄소가 포함되지 않거나 적게 포함되어 있는 가스 혼합물에서 수소를 농축하거나 회수할 때 사용된다. 가스 성분 가운데 분리막을 손상시킬 수 있는 성분이 있으면 사용에 제한을 받을 수 있다. 팔라듐/은의 합금 금속막이 고순도의 수소를 얻는 Dense 분리막으로 사용되고 있지만 팔라듐이 고가이어서 제조원가를 낮추고, 수소의 투과유량을 증대시킬 수 있는 박막(Thin Film)형태의 복합막의 개발이 요구되고 있다. 반도체나 전자재료 산업 분야의 발전으로 분위기 가스로 사용되는 고순도 수소의 수요가 늘어날 전망이며 최근에 연류전지의 상용화가 추진됨에 다라 수소의 분리 및 정제 시장은 크게 확대될 것으로 예상된다. 분리막에 의한 분치 및 정제 방법은 기존의 PSA법과 비교하여 콤팩트하고 에너지 절약적이다. 결함이 없는 금속 복합막(Thin Film Composite Metal Membrane)의 개발은 수소 분리 및 정제 분야에서 기존의 흡착방식의 분리법을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.

참고자료

· 없음