논문: 비

2023년 8월 25일

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작성자: Sara-Lena Brännström, 우메아 대학교

인공막은 의료, 에너지 저장 및 자원 회수에 중요한 역할을 합니다. 그러나 제조 방식은 환경 친화적이지 않습니다. Umeå 대학의 논문에서 화학과의 Norafiqah Ismail은 비용, 지속 가능성 및 성능 측면에서 기존의 독성 용매보다 성능이 뛰어난 대체 용매를 소개합니다.

Ismail의 획기적인 연구를 기반으로 이전에 멤브레인 제조에 사용되지 않았던 용매 덕분에 이제 더 친환경적인 인공 멤브레인을 생산하는 것이 가능해졌습니다.

"이러한 멤브레인은 아직 시장에서 접근할 수 없지만 실험실 규모로 생산되었습니다"라고 Ismail은 말했습니다.

인공막은 다양한 용도로 사용됩니다. 인공 신장과 폐, 다양한 종류의 배터리에 사용됩니다. 이러한 적응형 멤브레인은 또한 연료 전지의 에너지 생산에 기여하고, 고급 여과를 통해 깨끗한 물을 보장하며, 이산화탄소 분리와 같은 효율적인 가스 분리를 ​​촉진합니다. 또한 자원 회수의 핵심 구성 요소입니다.

멤브레인은 폴리머, 유리, 제올라이트, 금속 또는 복합 재료로 만들 수 있습니다. 이들 중에서 고분자막은 경제성, 기계적 특성 및 대규모 생산 용이성으로 인해 지배적입니다.

"친환경 프로세스와 지속 가능한 개발 목표에 대한 상당한 기여에도 불구하고 이러한 놀라운 물질의 제조는 환경 친화적이지 않습니다. 예를 들어, 멤브레인 제조에 가장 널리 사용되는 용매인 N-메틸 피롤리돈(NMP)은 생식 장애를 일으킬 수 있으며 2020년 5월부터 유럽에서는 제한되어 있습니다."라고 Ismail은 말합니다.

더욱이, 디옥틸 프탈레이트(DOP)와 같은 다른 가장 일반적인 용매는 인체 발암 물질로 식별되는 반면, 디부틸 프탈레이트(DBP)는 잠재적으로 태아 기형을 일으킬 수 있습니다. 이러한 유해용매는 인체 건강에 위험을 끼칠 뿐만 아니라, 분리막 제조 과정에서 연간 500억 리터가 넘는 막대한 양의 폐수를 발생시켜 환경에 해를 끼치고 있습니다. 따라서 환경 친화적인 용매 대안을 찾는 것이 매우 중요합니다.

새로 출판된 논문에서 Ismail은 멤브레인 제조의 지속 가능성을 평가하기 위해 처음으로 수명주기 평가를 사용했습니다. 그녀의 분석은 지속 가능한 멤브레인 생산에 대한 주요 장애물로서 용매의 독성을 강조합니다.

한 걸음 더 나아가 그녀는 기존의 독성 용매보다 저렴하고 지속 가능하며 성능이 더 뛰어난 세 가지 용매 제품군을 소개합니다. 새로 개발된 분리막은 담수화, 핵폐수 제염, 물 정화 등 다양한 용도로 활용됐다. 안전하고 쉽게 접근할 수 있는 물을 확보하는 것은 공중 보건을 보호하는 데 중요한 역할을 합니다.

"이 연구는 사회적 의미를 가질 뿐만 아니라 특히 유럽에서 일반적으로 사용되는 용매 사용에 부과되는 제한을 고려하면 막 제조업체에게도 의미가 있습니다"라고 Ismail은 말했습니다.

추가 정보:논문: 친환경 용매를 사용한 지속 가능한 막 제조

우메아대학교 제공