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비소의 전기화학적 제거

전문가 제언: ○ 비소는 토양, 암석, 천연수 및 유기체 등에서 발견되는 가장 유독한 오염물 중에 하나이고 발암물질이다. 세계 많은 지역의 지표수와 지하수는 많은 양의 비소와 같은 무기 불순물로 오염되어 있다. 비소 불순물로 오염된 물을 섭취하여 전 세계적으로 100만 명 이상의 사람이 비소오염의 영향을 받고 있다.

○ 전기화학은 전자도체(금속 또는 반도체) 또는 이온 전도체(전해질)의 표면(interface)에 용액 내에서 일어나는 화학반응인데, 전자와 전해질 또는 용액의 종 사이에 전자교환을 의미한다.

○ 만일 화학반응이 외부 적용 전압에 의하여 진행되거나 가수분해와 같이 또는 전압이 전지와 같이 화학반응에 의하여 생성된다면, 이 반응은 전기화학 반응이다. 반대로 전자가 분자 사이를 이동하는 화학반응은 산화/환원(redox)이라고 부른다. 일반적으로 전기화학은 산화와 환원 반응이 공간이나 시간에서 분리되고 외부 전기회로에 의하여 연결되는 상황에서 일어난다.

○ 산화와 환원은 전기화학반응에 관련된 이온, 분자 원자에서 일어나는 산화 상태(state)의 변화를 설명하고 있다. 전자를 다른 원자나 이온에 포기한 원자나 이온은 산화상태가 증가하고, 부(negatively)의 전자를 받은 쪽은 산화상태가 감소한다.

○ 개발도상국이나 저개발국의 시골 지역에서 막 분리(membrane) 기술, 이온교환법, 자외선(UV) 방사법, 할로겐화 수지법, 역삼투법 등을 물 정화 시스템으로 이용하기는 경제사정상 어렵다.

○ 이 특허는 비소 함유 수용액, 철 양극, 음극으로 구성되어 음극과 양극은 수용액에서 접촉하여 전기적으로 소통하고 비소-철 수산화물은 부식되어 입자가 생성되고 필터 등으로 입자를 분리한다.

○ 이 특허의 장점은 전기 효율이 높고, 공정시간이 짧고, 화학흡착제보다 더 적은 폐기물을 생성하여, 이 특허가 청구하는 내용은 바람직하다.

저자: Regents of University of California
자료유형: 특허정보