1. Title & Journal

 

Title : Minimizing the instant and accumulative effects of salt permeability to sustain ultrahigh osmotic power density

 

Journal : Environmental Science & Technology, 2013, 10085-10092

 

2. Background of author

Sui Zhang and Tai-Shung Chung*

 

Department of Chemical and Biochemical Engineering, National University of Singapore, Singapore 117576

 

3. Summary

 

본 연구는 PRO공정에서의 reverse salt flux에 의한 막 근처의 instant osmotic pressure increase와 bulk side의 accumulative osmotic pressure increase를 실험과 이론적으로 고찰하였다. Thin-film composite(TFC) hollow-fiber membrane를 제작하여 실험에 사용하였다. 제작된 막을 이용하여 PRO공정을 구동하기 위하여 충분한 mechanical stability 유지를 위한 critical wall thickness의 존재를 확인하였다. 실험 결과 높은 전력 밀도를 위하여 낮은 염 투과도 (Salt permeability, B)가 필수적인 것으로 드러났다. 1M의 NaCl 용액과 증류수를 이용할 경우 15.3W/m²에서 24.3W/m² 수준의 전력 밀도를 얻을 수 있었다. 또한 모델을 통하여 높은 염 투과도를 가진 막의 경우 급격한 초기 수 투과량 감소와 고압 조건에서의 수 투과도 감소를 야기하여 최적 구동 압력과 최대 전력 밀도를 감소시키는 것으로 드러났다. 그러나 이상적은 높은 수 투과도 (Water permeability, A)와 낮은 염 투과도 (Salt permeability, B), 그리고 작은 Structural parameter(S)를 가진 경우 최대 전력을 위한 최적 구동 압력이 막간 삼투압차이의 절반보다 약간 높은 경우로 나타났다.

 

4. Originality & Application

 

-          실험과 모델링을 통해 낮은 B값의 중요성을 확인하였다.

-          Water flux 의 유지 측면에서 낮은 B값이 매우 중요하다.

-          이상적인 막의 경우에서의 최대 전력밀도를 위한 구동 압력 조건을 확인하였다

 

5. Reviewer contact : 서장원 (sjwon629@gist.ac.kr)