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학술저널

도금공정 에너지효율 향상을 위한 멤브레인-전극 개발

국내 제조업의 온실가스 배출 비중은 약 28.4% 로, 주요국들에 비해 높은 비중을 차지하고 있다. 이에 제조업 대상의 온실가스 배출량을 감축시 켜야 전국가적 탄소중립 실현이 가능할 것이라 판단되며 제조업의 온실가스 감축은 업종별 에너지 소비 특성(연료소비, 화학원료 소비 동)이 다르므로, 각 조건에 맞는 탈탄소 및 탄소중립 실현기술이 필요하다. 특히 국내 산업은 중소기업 대상의 제조업 기반 산업이 중심이 되고 있으므로, 중소기업 대상 맞춤형 에너지 효율 중대 기술 및 온실가스 배출 감축 기술이 필요한 시점이다. 습식 도금공정을 통한 표면처리업은 제품의 생산 과정에서에서 전력 소비가 매우 높은 업종이며, 표면처리공정에 인가되는 전류 소모량의 상당부분은 도금에 사용 되지 않고 물분해 및 부가 화합물 생성 등의 부반응에 사용된다, 이렇게 공정에서 발생하는 부반용으로 인 한 전류효율 저 하는 공정 효율을 낮추고, 에너지 소비량을 대폭 중대 시켜, 결국 탄소 배출량을 증가시킨다는 문제점이 있다. 이 와 같은 문제점을 해결하기 위해 멤브레인과 전극의 활용으로 부반응물의 생성을 억 제하여 기 술 향상을 도모할 수 있으며 추가적으로 부반응물 생성 억제를 통해 도금공정 에너지효율 중대 및 탄소배출량 감축으로 인한 탄소중립 실현에 기여할 수 있다. 본 연구에서는 proton(H+)을 선택적으로 투과시켜 부반응을 억제할 수 있는 고분자 멤브레인과 효율적인 금속 산화물 전극 조합을 분석하였으며 향후 국내 습식 도금공정에 적용된 사례가 없는 멤브레인 -전극 일체형 모듈 개발을 통해 도금공정 에너지 효율을 향상시키고자 한다.

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