전기투석법

가. 원리 양극과 음극사이에 음이온 선택성막 A와 양이온 선택성막 K를 상호 배열하여 구성된 전기투석셀의 양끝에 설치된 전극에 직류전원을 가하면 용해액은 양단에 가해지는 전위차에 의해 이온화되며, 전위차에 의해 용질의 양이온은 양이온선택막으로 이동하고 음이온은 음이온 선택막으로 이동함으로써 막의 한쪽은 염성분이 희박하게 되어 다른 쪽은 염성분이 농축되게 된다. 이와 같은 특성을 가진 막을 여러 겹 평행으로 나열하여 농도가 높은 격실과 농도가 옅은 격실을 교대로 형성시켜 담수를 얻게 된다. 결국 막 사이의 셀내에 있던 용액들은 양이온과 음이온을 모두 잃고 용질이 감소되어 담수가 되는 것이다. 그러나 인접 셀에서는 유입이온들이 막들의 배열에 의해 고립된다. 농축셀이라 부르는 이 셀은 결과적으로 양이온과 음이온이 증가하고 농축된 염수와 함께 배출된다. 유입되는 염수의 염분농도가 낮을수록 소비전력도 감소되어 이론적 에너지량은 감소된다. 높은 농도의 염수에서는 농축수로부터 염분의 역확산이 증가하는 단점이 있기 때문에 담수의 순도에 제한이 있다. (1) 전극반응 전극에서 일어나는 반응은 양극에서는 산화반응이 음극에서는 환원반응이 일어나지만 구체적인 반응은 전극재료와 수용액의 특성에 따라 다르다. 해수의 담수화에서는 양극에서 다음반응에 의해 차아염소산이 (OCl-)이 발생하지만, Cl- ＋ 2OH- → OCl- ＋ H2O ＋ 2e 만약 해수가 산성으로 변화하면 다음 반응에 의해 염소가스(Cl2)가 발생한다. 2Cl- → Cl2(g) ＋ 2e 발생한 염소가스는 물에 녹아 다음과 같은 평형반응에 도달하게 된다. Cl2 ＋ H2O → HCl ＋ HOCl 또한 위의 반응과 더불어 물이 전기분해되어 수소이온(H＋)과 산소가스(O2)가 발생하게 된다. H2O → ½O2 ＋ 2H＋ ＋ 2e 음극에서는 물이 분해하여 수소가스가 발생한다. 2H2O ＋ 2e → H2 ＋ 2OH-