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학술저널

도금공정의 CO₂ 배출량 저감을 위한 전극-멤브레인 일체형 모듈 개발

국내 제조산업의 온실가스 배출 비중은 약 28.4% 로, 주요국들과 비교해 높은 수준이다. 탄소중립을 위한 방안 중 하나로, 제조업에서 배출되는 CO₂를 감축하기 위한 기술개발이 진행되고 있다. 습식 표면처리업은 제품의 생산 과정에서 전력 소비가 매우 높은 업종이며, 표면처리공정에 인가되는 전력 소모량의 상당부분은 도금에 사용되지 않고 수전해 및 부가 화합물 생성 등의 부반응에 사용된다는 문제점을 가지고 있다. 이는 곧 부반웅으로 인한 전력 소모량 증대, 부가 생성물 존재에 따른 전류효율 저하로 에너지 소비량을 대폭 증가시켜, 탄소 배출량 증대를 야기한다. 본 연구에서는 멤브레인 일체형 전극모듈을 개발하여 부반웅 억제 및 도금 효율을 증진시키고자 하였다. 멤브레인 일체형 전극 모듈은 프로톤 이온만 전도될 수 있는 멤브레인을 구성하여 도금액과 전극의 직접 접촉을 방지를 통한 부반응 억제가 가능하다는 장점이 있다. 또한 부반응 억제를 통한 효율 증진은 생산되는 제품 단위량 대비 소비되는 전력을 감소시켜 CO₂ 감축 효과를 나타낼 수 있다. 이를 위해 멤브레인 일체형 전극 모듈 개발을 위한 연구로, 전극 소재 선정과 전극 제조 변수별 전류효율을 평가하였으며, 실 공정에 적용하기 위한 모듈 설계 및 타당성을 평가하였다.

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