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수처리용 무기막 전망

전문가 제언: ○ 세계 막 시장의 약 40%를 차지하는 수처리 분야 시장을 주도하는 글로벌 기업의 대부분은 화학 또는 섬유 사업을 기반으로 해서 성장해온 기업이므로 고분자 기술에 대한 역량을 보유하고 있다는 공통점이 있다. 고분자막은 제조가 용이하며 저렴한 반면에 열적, 구조적, 화학적, 생물학적 안정성이 낮고 세정에 의한 복원성이 취약하다. 막분리 공정은 그 핵심인 분리막의 특성에 효율성이 크게 의존하므로 이들 단점을 가진 고분자막은 막분리 공정의 응용 전개에 있어 큰 장애요소이다.

○ 무기막은 고온, 고압이나 내부식성이 필요한 분리공정에서 효과적으로 사용되며 촉매로서의 성질을 구비하면 막 반응기로서도 기능한다. 한편 응집처리와 모노리스형 세라믹 막의 복합 정수 시스템에서는 장시간의 외부가압식 여과, 높은 물 회수율, 양호한 오니 처리성을 얻을 수 있다. 다공성 세라믹 분리막 지지체의 특성으로는 얇은 다공성 막과 코팅 증착을 통하여 표면적에 대한 높은 패킹밀도를 제공하는 역할과 뛰어난 투과도, 내구성, 화학적 안정성 및 구조적 균일성이 요구된다.

○ 한국 정부는 세계 최고 수준의 10대 핵심소재를 상용화하는 WPM 사업에 지능형 막 소재를 포함시켰다. 연구개발로는 강원대 산학협력단의 소수성 불소계 고분자를 코팅한 소수성 무기막 제조, 한국화학연구원의 상전환법에 의한 다공성 세라믹 중공사 무기막 지지체의 제조, 광주과학기술원 환경나노입자연구실의 무기막과 고급산화공정을 접목한 막오염 제어, 세라믹 전문업체 세라컴의 티타니아 소재의 분리막 지지체의 제조 등이 진행되고 있으나 높은 제조단가와 엄격한 제조공정 등에 의해 상업화 적용면에서는 많은 어려움이 있다．

○ 최근 신재생에너지 및 자원개발 산업부문에서 필요한 분리정제공정의 요구특성이 세라믹 분리막의 응용개발 가능성들과 합치되면서 무기막의 공업적인 수요는 증가하고 있다. 막 분리공정의 전개는 결국은 고성능 막의 개발에서 시작되므로 새로운 고성능 분리막 소재의 연구개발은 절대적이다. 그러나 복잡한 제조 공정, 높은 가격, 막 두께나 미세구조의 재현성 부족, 대규모 분리막 제작을 방해하는 큰 취성 등의 단점은 향후 무기막의 응응 전개를 위한 주요 해결과제이다.

저자: Toshinori Tsuru
자료유형: 학술정보