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2020/05/28 汉阳新闻 > 学术 > 이달의연구자

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[本月研究者]郭鲁均教授,成功实现了“电去离子工程”的可视化,以解决缺水问题

开发电膜淡水化原创技术与克服现有工艺的局限性

Global News Team

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http://www.hanyang.ac.kr/surl/T6HQB

内容
   干旱与缺水是当今世界威胁人类的严重问题之一,为了解决这一问题,人类一直在进行各种技术的开发与相关政策的尝试。其中,淡水化工艺是一种除去海水中多余的盐分,以生产可用水的技术。目前占据市场的蒸发法与反渗透淡水化工艺虽然可以无限制地利用海水作原料,可是由于大量使用化石燃料及工厂建设成本高,而存在可持续性的问题。首尔校区机械工学系郭鲁均教授为了改善现有的工艺,正在研究电膜淡水化技术。

 
▲首尔校区机械工学系郭鲁均教授正在研究改善现有淡水化工艺的电膜淡水化技术。 

电膜淡水化工艺与电渗析法
 
   电膜淡水化是利用盐分融于水后,分成带(+)电的阳离子和带(-)电的阴离子现象的工程,作为电膜淡水化的基本工艺电渗析法,是利用离子交换膜进行海水淡化的方法。因为阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过,这就是离子交换膜的选择透过性。在外加电场的作用下,水溶液中的阳离子与阴离子会分别被吸引到阴极与阳极,如果中间加上交换膜,就可以限制阳离子与阴离子运动,分离盐离子,而生产淡水。
 
   郭教授在麻省理工学院(MIT)攻读博士课程时,在指导教授的建议下,开始了电膜淡水化研究。指导教授提出了这样一个构想:纳米渠道(10亿分之1米左右的通道)物质(离子、DNA等)的特殊移动现象将在电膜淡水化系统中体现出来。郭教授是第一个成功将电渗析中呈现出在现实纳米渠道中产生的离子传输及移动现象的可视化。目前周教授正致力于改善电膜淡水化设备的效率、利用改善的淡水化设备开发新的淡水化系统及饮用水、产业用水、污水和废水等处理技术。
 
改善的淡水化工艺及电去离子工艺
 
▲郭教授最近与他的学生成功实现电去离子工艺的可视化。

   电渗析不能100%去除像盐分一样的离子性物质,为了弥补这一缺陷,开发了电去离子工艺。在该过程中,在现有电渗析法结构的盐水通道中,添加离子交换树脂(能选择性地去除离子的物质)提高盐分去除效率。
 
   电去离子工艺是生产超纯水(极度纯净的水)所必不可少的工艺,超纯水生产工艺最近被指定为半导体生产工艺所需的战略物质项目,国内还没有原创技术。郭教授与他的学生朴秀董(融合机械工学硕士课程)研究了实现电去离子工艺内部可视化的技术和将其优化的技术。他们目前目标是确保相关原创技术和工艺流程,并克服现有流程的局限性。
 
对学生充满爱心的新任教授

 
▲郭教授与他的学生们。他们在研究室中取得各种研究成果

   郭教授向相信并跟随自己的学生们表示感谢,他说:“我能够被选定为 ‘本月研究者’,应该说是得益于学生们的首发论文。在没有任何参考和信息的情况下,他们选择了我,并与我一起努力研究,取得良好的成果,我真的非常感谢这些学生。”


Global News Team
global@hanyang.ac.kr
译 金在昱
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