1. Title & Journal
Water permeability and water/salt selectivity tradeoff in polymers for desalination
Journal of Membrane Science (2011)
2. Background of authors
Geoffrey M. Geisea, Ho Bum Parkb.*, Alyson C. Saglea, Benny D. Freemana, James E. McGrathc
aDepartment of Chemical Engineering and Center for Energy and Environmental Resources, University of Texas at Austin, Austin, United States
bWCU Department of Energy Engineering, Hanyang University, Seoul, Republic of Korea
cMacromolecular and Interfaces Institute and Chemistry Department, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, United States
3. Summary
본 논문에서 저자는 기존 해수담수화 전용 막의 분리(separation)성능이 water permeance (i.e., flux)와 salt (NaCl) rejection으로 평가되었던 점을 언급한다. 특히 water permeance의 경우 샘플 사이즈(membrane thickness)의 영향을, salt rejection의 경우 measurement variables(압력과 염농도)과 같은 운전/실험조건의 영향을 받는 parameters이기 때문에, 막 성능이 물/염 투과에 관련된 막 소재 고유물성치(intrinsic material properties)를 토대로 독립적으로 분석되는 것이 아님을 지적하고 있다. 따라서, 이런 외부조건(운전/실험)이 분리 된 특성치를 사용해야만 막에서의 기초적인 이동 현상이 객관적인 관점에서 분석 될 수 있음을 보여준다.
따라서 본 논문은 다양한 막 소재에서의 좀 더 명확한 물성치 분석을 위해 water permeability와 water/salt permeability selectivity를 이용한 tradeoff analysis 접근법 다루고 있다. 여기서 selectivity는 염과 물이 혼합된 용액에서의 물을 분리할 수 있는 능력을 의미한다. 또한 다음과 같은 다양한 소재로 이루어진 막에서의 water permeability와 selectivity에 대한 tradeoff relations 및 upper bound relations을 규명한다.
polyimide (PI), aromatic polyamide (PA1), polybenzimidazolepyrrlone (PBP), polyamide-hydrazide (PAH), cellulose acetate (CA), aromatic polyamide (PA2), sulfonated poly arylene ether sulfone (BPS), cross-linked poly ethylene glycol (PEG)
결과적으로 본 연구를 통해 저자는 water permeability와 water/salt selectivity 사이에서의 tradeoff relation 및 upper bound correlation이 어느 정도 되는지를 밝혀내고 있으며, 일반적으로 높은 water permeability를 가진 재료(polymer material)일수록 selectivity가 낮아지는 경향을 보인다는 결론을 내리고 있다.
4. Contribution
현재 상용화된 SWRO막의 물성치 대한 tradeoff relations분석 시 충분히 활용가치가 있을 것으로 예상된다.
5. Reviewer: 정관호 jkh@gist.ac.kr