초록 ▼

□연구개요
본 연구에서는 금속/공기 연료전지 시스템을 활용하여, 오염원의 특성을 고려하고 기존의 전력 소모형 전기응집법을 전력생산형 금속/공기 연료전지로 대체하는 패러다임 전환 폐수 처리 시스템에 관한 연구이다. 더 나아가서, 유가 자원으로서 인과 암모니아의 회수를 위하여 마그네슘 양전극으로 사용하여 가능성을 검증하기 위한 기초연구를 수행되었다. 유가자원으로서 스트루바이트 (struvite; MgNH₄PO₄) 합성 및 회수가 가능이 조사되었다. 이를 바탕으로 실제 적용 가능성이 있는 스택

□연구개요
본 연구에서는 금속/공기 연료전지 시스템을 활용하여, 오염원의 특성을 고려하고 기존의 전력 소모형 전기응집법을 전력생산형 금속/공기 연료전지로 대체하는 패러다임 전환 폐수 처리 시스템에 관한 연구이다. 더 나아가서, 유가 자원으로서 인과 암모니아의 회수를 위하여 마그네슘 양전극으로 사용하여 가능성을 검증하기 위한 기초연구를 수행되었다. 유가자원으로서 스트루바이트 (struvite; MgNH₄PO₄) 합성 및 회수가 가능이 조사되었다. 이를 바탕으로 실제 적용 가능성이 있는 스택형 연료전지의 설계가 이루어 졌다.

□연구 목표대비 연구결과
본 연구는 크게 3개의 분야로 나누어서 연구가 진행되었다. 첫 번째로 마그네슘/공기 연료전지 시스템에 의한 전력생산을 동반한 폐수처리의 원리조사, 두 번째로 유가자원으로서 스트루바이트의 회수 가능성 및 주요원리 조사, 세 번째로 적용 가능한 금속/공기 연료전지 스택셀의 개발에 관한 것이다.
본 연구를 통하여 마그네슘 금속/공기 연료전지에 의한 전력생산을 동반한 인과 암모늄 처리의 원리에 대한 조사가 효과적으로 이루어져 Water Research에 보고되었다. 또한 유가자원으로서 스트루바이트의 회수 원리가 조사됨은 물론이고 회수 가능성이 입증되어 Water Research에 보고되었다. 세 번째로 전력생산을 동반한 폐수처리를 위한 금속/공기 연료전지 스택이 개발되어 특허등록 되었다.
추가적으로 폐수에 포함된 비소와 크롬과 같은 중금속 물질의 금속/공기 연료전지 전기응집법에 의한 처리에 관한 연구가 진행되었으며 국제저널에 출판되었다.

□연구개발결과의 중요성
본 연구는 기존의 전력 소모형 전기응집 폐수처리 기술을 전력 생산형 전기응집 폐수처리 기술로서 패러다임을 전환하는 기술로서 유가자원의 회수가 부가적으로 가능한 시스템에 과한 것이다.
본 연구 결과에 의하면 전력생산을 동반한 인과 암모니아의 처리는 물론 비료의 일종인 스트루바이트로서 인과 암모니아의 회수가 가능함을 증명하, 하폐수에 포함된 영양염류인 인과 질소를 자원화가 가능하다.
따라서 생물학적 고도 공정과 연계된 금속/공기 연료전지 시스템으로 발전하여 인과 질소의 처리, 기존의 폐수처리 시스템의 부하감소, 폐수처리 과정에서 생성된 전력의 활용, 그리고 인과 암모늄의 자원화가 가능한 혁신적인 폐수저리 폐러다임 전환 기술로서의 의미가 있다.
추가적으로 비소와 크롬과 같은 중금속 처리의 가능성을 제시함으로써 다양한 성상의 폐수 처리에 금속/공기 연료전지 전기응지법을 활용될 수 있음을 증명하였다.

(출처 : 요 약 문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 2.1 인과 암모니아의 처리 ... 5
• 2.2 스트루바이트 형성에 의한 유가 자원의 회수 ... 8
• 2.3 전력생산 ... 9
• 2.4 스택 시스템의 개발 ... 10
• 3. 연구개발의 중요성 ... 11
• 4. 연구성과 ... 12
• 대표적 연구실적 ... 14
• 끝페이지 ... 28