Low cost nanoporous polymer for hydrogen isotope separation

Abstract

핵융합로에서 수소 동위원소분리공정 (ISS: isotope separation system)은 삼중수소와 중수소를 분리하는 시스템으로, 핵융합로 전체 시스템의 주요한 공정 중 하나이다. 이 공정은 온도를 20K까지 낮추는 초저온증류법을 이용해야 하므로 고비용 공정에 속하며, 그럼에도 분리 선택도가 1.5밖에 나오지 않는 문제점을 가지고 있다. 따라서 고비용⋅저효율 초저온증류법을 대체할 수 있는 보다 저렴하고 효과적인 분리공정에 대한 요구가 점차 늘고 있다. 다공성물질을 이용한 기체 분리는 기체 크기에 따라 분리하는 방식으로 매우 저렴하며 효과적인 방법으로 산업현장에서 많이 적용되어 왔다. 하지만 크기나 모양이 유사한 혼합기체(ex. 동위원소) 분리의 경우 이러한 방법을 적용하기가 어렵다. 이러한 한계를 극복하고 효율적으로 수소동위원소를 분리하기 위하여 본 연구에서는 나노 다공질의 confined효과를 이용한 수소동위원소 분리기술을 소개 할 예정이다. 또한 여러가지 다공성 물질 중에서 합성 단가가 경제적으로 매우 저렴한 나노다공성폴리머 물질을 활용한 동위원소 분리 연구결과를 보고할 예정이다.