DAILY PAPER REVIEW

0409_Membrane processes in energy supply for an osmotic power plant

 

 

1. Title & Journal
Journal: Desalination 224 (2008) 64-70 
Title: Membrane processes in energy supply for an osmotic power plant
Authors: Karen Gerstandt, K.-V. Peinemann, Stein Erik Skilhagen, Thor Thorsen, Torleif Holt

2. Background of authors
Corresponding author: K.-V. Peinemann
Information: Institut f?r Polymerforschung, GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH, Max-Planck-Straße 1, 21502 Geesthacht, Germany

3. Summary
 이 논문은 Pressure retarded osmosis (PRO)에 대한 기본원리와 plant design에 대해 다루고 있으며, 특히 PRO membrane의 최적화에 대하서 많은 부분 설명하고 있다.

 PRO membrane은 high water flux와 low salt permeability가 동시에 요구되며, 이를 위해서는 membrane 내부의 structure가 매우 중요한 요소라 작용한다. Structure parameter, S 는 porosity, thickness of the porous layer, tortuosity에 의해서 결정되는데, S 값이 작을수록 더 나은 performance를 보인다. 

 본 연구에서는 cellulose acetate (CA), thin-film composite (TFC) membrane의 performance에 대해 중점적으로 분석하였으며, CA 막의 경우 실제 측정값과 이론적 계산값 모두 0.6-1.3 W/m2로 나타났다. TFC 막의 경우에는 이론값은 5 W/m2 이지만, 실험값은 3.5 W/m2 로 차이를 보였다. 두 종류의 membrane 모두 목표값은 5 W/m2 인데, 아직까지 밝혀진 바로는 TFC 막이 더 가능성이 큰 것으로 보인다. 현재, 이론값과 실험값의 차이가 어디에서 기인하는지 연구 중에 있다.

4. Originality & Creativity
이 논문은 이론적인 background 보다는 실용적인 분석결과에 더 초점을 맞추고 있는데, 이는 저자들이 실제로 plant를 운영하고 있는 statkraft사와 연관이 있기 때문인 것으로 보인다. 
PRO 실험에 사용된 두 가지 종류의 막에 대해 간략히 설명하고, 그 energy density를 상용화정도, 실험값, 이론값, 목표값 등으로 비교해서 나타낸 점이 유용하였다.

5. Further applications
이 논문에서도 언급했듯이, PRO에 특화된 membrane optimization이 앞으로 많이 연구될 것으로 보인다. PRO에 최적화된 membrane이 개발되어 상용화된다면, 그 다음의 단계는 전체 process의 optimization이 될 것이다. 그런 면에서 system적인 접근에서의 optimization을 지금부터 준비할 필요가 있다. 

6. Contact
Jihye Kim (Integrated course 1st year)

Environmental Systems Engineering Lab.
Department of Environmental Science & Engineering
Gwangju Institute Science and Technology
1 Oryong-dong Buk-gu Gwangju, 500-712, Korea

Tel : +82-62-970-2461
Fax : +82-62-970-2434
Phone : +82-10-9402-8718
E-mail : jihyekim@gist.ac.kr

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