원자번호 1번 원자량 1.008의 가장 가벼운 원소인 수소는 우주의 75%를 구성하는 우주에서 가장 흔한 원소입니다. 수소는 연료로 사용 시 완전 연소반응으로 산소와 결합해 물을 발생시키며, 어떠한 환경 오염물질을 발생시키지 않아 친환경 에너지이자 현재 거의 모든 분야에 적용 가능한 대체 에너지원으로써 각광받고 있습니다. 하지만, 수소는 제조 시 이산화탄소(CO₂)를 다량 배출 시키며, 원자가 작고 반응성이 극히 높아 보관과 취급에 어려움이 있어 이에 대한 보완이 필요한 상황입니다.
용존수소수(H₂ Water)의 특성
수소는 지구상 가장 흔한 기체이지만 수소의 특성(원자 크기가 작으며, 반응성이 큼)으로 인해 물에 용존 되는 양은 매우 적습니다. 일반 조건(20℃, 1기압) 하 수소 기체의 최대 용존량은 약 1.4mg/L으로 약 8 mg/L의 용존량을 갖는 산소보다 적게 용해되는 모습을 보입니다.
또한 용존된 수소는 반감기가 약 40분에 불과할 정도로 유지 기간이 극히 낮습니다. 용존량이 낮으며, 유지 기간도 짧은 수소수는 현재 용존수로서의 활용도가 낮은 편에 속하며 이에 대한 연구 진행도 이루어지지 않고 있습니다.
용존수소수의 활용은 취급 한계에 대한 극복이 선행된다면 추후 다양한 연구를 통해 더욱 넓은 범위로의 접근이 가능할 것으로 예상됩니다.
나노버블 수소수의 예상 활용 분야
나노버블 질소수
Nanobubble N₂ Water
질소는 지구 대기의 약 78%로 가장 많은 비중을 차지하는 기체입니다. 또한 지구상의 모든 생명체의 기본 구성물로 단백질과 알칼로이드 등의 형태로 존재하고 있습니다. 질소는 결합에너지가 높아 상온에서는 거의 반응을 일으키지 않는 안정된 기체입니다. 하지만 고압, 고온 또는 촉매를 활용한 조건에서 다른 물질과 반응해 암모니아 등의 질소 화합물을 만들어 냅니다.
용존질소수(N₂ Water)의 특성
대기중 가장 높은 비중을 갖는 질소는 최대 용존량 19 mg/L으로 다소 낮은 값을 보입니다. 질소는 반응성이 낮아 물속에 용해시 별다른 반응을 보이지 않습니다. 하지만, 분압법칙에 의해 기존 용존되어 있는 기체를 밖으로 내보내는 성질을 가진 질소는 탈기 공정 등에서 활용되고 있습니다. 특히 산화 반응에 민감한 고순도의 제품, 식품, 반도체 등의 제조 공정에서는 반드시 진행되는 공정이나, 현재 주로 이용되는 탈기 시스템의 경우 효율성의 개선이 필요한 것으로 확인되고 있습니다.
나노버블 질소수의 예상 효과
1. . 탈기(수중 O₂ 제거)
물(액체) 속에 들어간 질소는 분압법칙에 의해 용존 되어있던 기체를 액체 밖으로 내보내는 성질이 있습니다. 이러한 원리를 이용한 탈기 시스템은 현재 주로 용존산소 또는 이산화탄소를 제거하는데 주로 사용되고 있습니다. 하지만, 고순도의 질소를 오랜 시간 버블링 하는 과정으로 진행되어 효율성이 다소 떨어진다는 지적이 있어 이에 대한 개선이 필요할 것으로 사료됩니다.
화우나노텍은 나노버블 기술을 활용해 액체 내에 질소를 효과적으로 용존 시키는 프로세스를 대안으로 제시합니다. 화우나노텍은 테스트를 통해 수중 DO가 감소하는 것을 확인하였으며, 이를 통해 기존 탈기 시스템의 효율성 개선을 이룰 수 있을 것으로 예상합니다.
2. 액체내 모노머(Monomer) 제거
반도체 공정 등 고순도의 화학물질을 취급하는 공정에서는 화학물질 내 모노머 가스 등의 불순물 제거에도 신경을 써야 합니다. 특히 고순도의 화학물질은 일반적인 물질과의 비용 차이가 커, 경제성을 고려한다면 더욱 신경써야 할 요소입니다.
따라서 반응성이 낮은 질소 등을 활용해 불순물(기체)을 제거하며, 해당 프로세스의 효율성 제고를 위한 다양한 연구가 진행 중입니다.
원자번호 1번 원자량 1.008의 가장 가벼운 원소인 수소는 우주의 75%를 구성하는 우주에서 가장 흔한 원소입니다. 수소는 연료로 사용 시 완전 연소반응으로 산소와 결합해 물을 발생시키며, 어떠한 환경 오염물질을 발생시키지 않아 친환경 에너지이자 현재 거의 모든 분야에 적용 가능한 대체 에너지원으로써 각광받고 있습니다. 하지만, 수소는 제조 시 이산화탄소(CO₂)를 다량 배출 시키며, 원자가 작고 반응성이 극히 높아 보관과 취급에 어려움이 있어 이에 대한 보완이 필요한 상황입니다.
용존수소수(H₂ Water)의 특성
수소는 지구상 가장 흔한 기체이지만 수소의 특성(원자 크기가 작으며, 반응성이 큼)으로 인해 물에 용존 되는 양은 매우 적습니다. 일반 조건(20℃, 1기압) 하 수소 기체의 최대 용존량은 약 1.4mg/L으로 약 8 mg/L의 용존량을 갖는 산소보다 적게 용해되는 모습을 보입니다. 또한 용존된 수소는 반감기가 약 40분에 불과할 정도로 유지 기간이 극히 낮습니다. 용존량이 낮으며, 유지 기간도 짧은 수소수는 현재 용존수로서의 활용도가 낮은 편에 속하며 이에 대한 연구 진행도 이루어지지 않고 있습니다. 용존수소수의 활용은 취급 한계에 대한 극복이 선행된다면 추후 다양한 연구를 통해 더욱 넓은 범위로의 접근이 가능할 것으로 예상됩니다.
나노버블 수소수의 예상 활용 분야
나노버블 질소수
Nanobubble N₂ Water
질소는 지구 대기의 약 78%로 가장 많은 비중을 차지하는 기체입니다. 또한 지구상의 모든 생명체의 기본 구성물로 단백질과 알칼로이드 등의 형태로 존재하고 있습니다. 질소는 결합에너지가 높아 상온에서는 거의 반응을 일으키지 않는 안정된 기체입니다. 하지만 고압, 고온 또는 촉매를 활용한 조건에서 다른 물질과 반응해 암모니아 등의 질소 화합물을 만들어 냅니다.
용존질소수(N₂ Water)의 특성
대기중 가장 높은 비중을 갖는 질소는 최대 용존량 19 mg/L으로 다소 낮은 값을 보입니다. 질소는 반응성이 낮아 물속에 용해시 별다른 반응을 보이지 않습니다. 하지만, 분압법칙에 의해 기존 용존되어 있는 기체를 밖으로 내보내는 성질을 가진 질소는 탈기 공정 등에서 활용되고 있습니다. 특히 산화 반응에 민감한 고순도의 제품, 식품, 반도체 등의 제조 공정에서는 반드시 진행되는 공정이나, 현재 주로 이용되는 탈기 시스템의 경우 효율성의 개선이 필요한 것으로 확인되고 있습니다.
나노버블 질소수의 예상 효과
1. 탈기(수중 O₂ 제거)
물(액체) 속에 들어간 질소는 분압법칙에 의해 용존 되어있던 기체를 액체 밖으로 내보내는 성질이 있습니다. 이러한 원리를 이용한 탈기 시스템은 현재 주로 용존산소 또는 이산화탄소를 제거하는데 주로 사용되고 있습니다. 하지만, 고순도의 질소를 오랜 시간 버블링 하는 과정으로 진행되어 효율성이 다소 떨어진다는 지적이 있어 이에 대한 개선이 필요할 것으로 사료됩니다.
화우나노텍은 나노버블 기술을 활용해 액체 내에 질소를 효과적으로 용존 시키는 프로세스를 대안으로 제시합니다. 화우나노텍은 테스트를 통해 수중 DO가 감소하는 것을 확인하였으며, 이를 통해 기존 탈기 시스템의 효율성 개선을 이룰 수 있을 것으로 예상합니다.
2. 액체내 모노머(Monomer) 제거
반도체 공정 등 고순도의 화학물질을 취급하는 공정에서는 화학물질 내 모노머 가스 등의 불순물 제거에도 신경을 써야 합니다. 특히 고순도의 화학물질은 일반적인 물질과의 비용 차이가 커, 경제성을 고려한다면 더욱 신경써야 할 요소입니다.
따라서 반응성이 낮은 질소 등을 활용해 불순물(기체)을 제거하며, 해당 프로세스의 효율성 제고를 위한 다양한 연구가 진행 중입니다.
