KR101464226B1 - 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터 및 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터 및 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법에 관한 것으로서, 분리막;을 포함하며, 상기 분리막은, 양성자를 상기 분리막 내부로 펌핑하는 양성자펌프; 및 물을 상기 분리막 내부로 선택적으로 투과하는 막 단백질;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 양성자펌프와 막 단백질을 하나의 분리막에 결합함으로써, 상호작용에 의해, 별도의 물질이나 에너지 소비없이, 연속적으로 정수를 수행할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 양성자펌프와 막 단백질을 하나의 분리막에 결합함으로써, 상호작용에 의해, 별도의 물질이나 에너지 소비없이, 연속적으로 정수를 수행할 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명은 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터 및 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 막 단백질과 양성자펌프를 하나의 필터내에 형성함으로써, 별도의 유도용액과 추가에너지 공급없이 정삼투현상을 발생시켜, 에너지 소비없이 효과적으로 정수할 수 있을 뿐만 아니라, 정수효율이 우수한 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터 및 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법에 관한 것이다.
최근 전세계적으로 음용수의 부족이 심화됨에 따라, 다양한 멤브레인을 이용하여 오수를 정수하는 방법이 지속적으로 개발되고 있으며, 정삼투공정을 이용하여, 해수를 담수화하는 기술 또한 활발히 연구되고 있다.
그러나, 이러한 정수방법들은, 유도용액이나 상당량의 에너지를 소비해야 하는 문제가 있을 뿐만 아니라, 정수방식이 복잡하여 정수장치의 제조비용이 비싼 단점이 있다.
또한, 필터 등의 수명이 짧아, 교체 및 유지비용이 많이 소요되는 문제가 있다.
따라서, 유도용액이나 에너지소비를 최소화하고, 간단한 장치로 정수할 수 있으면서도 정수효율을 높일 수 있는 기술에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 막 단백질과 양성자펌프를 하나의 필터내에 형성함으로써, 별도의 유도용액없이 오수에 포함된 양성자를 이용하여 정삼투 담수화를 구현할 수 있는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터 및 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 양성자펌프는 태양에너지를 이용하여, 양성자를 분리막 내부로 투입함으로써, 별도의 에너지 공급이 필요하지 않아, 친환경적이면서도 에너지효율이 높은 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터 및 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 막 단백질은 물만을 선택적으로 투과함으로써, 정수효율이 매우 우수한 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터 및 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
뿐만 아니라, 양성자펌프와 막 단백질을 하나의 분리막에 결합함으로써, 상호작용에 의해, 별도의 물질이나 에너지 소비없이, 연속적으로 정수를 수행할 수 있는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터 및 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터는,
분리막;을 포함하며, 상기 분리막은, 양성자를 상기 분리막 내부로 펌핑하는 양성자펌프; 및 물을 상기 분리막 내부로 선택적으로 투과하는 막 단백질;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 막 단백질은 아쿠아포린 계열의 단백질인 것을 특징으로 하며, 상기 분리막은, 물 불투과성 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하고, 상기 양성자펌프는 박테리오로돕신 또는 사이토크롬 옥시다제 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 양성자펌프는, 에너지를 이용하여 상기 양성자를 펌핑하는 것을 특징으로 하며, 상기 에너지는, 태양에너지를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 분리막 내부에 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 분리막은, 상기 물을 수용할 수 있는 형태인 것을 특징으로 하며, 상기 막 단백질은 상기 양성자가 통과하지 못 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 물은 정삼투 현상에 의해, 상기 분리막 내부로 투입되는 것을 특징으로 하며, 상기 분리막 외부에는 오수가 위치하고, 상기 분리막 내부에는 물이 위치하며, 상기 양성자펌프에서 의해, 상기 분리막 내부의 물에 양성자가 투입되어 상기 물의 농도가 상기 오수의 농도보다 높은 것을 특징으로 한다.
상기 분리막을 경계로, 상기 오수와 상기 물의 농도차로 인한 정삼투 현상으로, 상기 분리막 내부로 상기 오수가 투입되려는 압력이 발생하며, 상기 막 단백질에 의하여, 상기 오수에 포함된 물만 선택적으로 상기 분리막 내부로 투입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법은, 양성자펌프와 막 단백질을 포함하는 분리막을 준비하는 준비단계; 상기 분리막을 오수와 접촉시키는 접촉단계; 및 상기 접촉에 의해, 상기 오수에 포함된 양성자 및 물이 상기 분리막 내부로 공급되는 정수단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 정수단계에 의해, 상기 분리막 내부로 투입된 물을 회수하는 회수단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 정수단계에서, 상기 오수에 포함된 양성자는 상기 분리막의 양성자펌프를 통해, 상기 분리막 내부로 공급되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정수단계에서, 상기 분리막의 양성자펌프는 태양에너지를 이용하여, 상기 오수에 포함된 양성자를 상기 분리막 내부로 공급하는 것을 특징으로 하며, 상기 접촉단계 이전에, 상기 분리막 내부에 물을 투입하는 투입단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 정수단계에서, 상기 오수에 포함된 양성자가 상기 분리막 내부로 공급됨으로써, 상기 투입단계에서 투입된 물의 농도가 상기 오수의 농도보다 높아지는 것을 특징으로 하며, 상기 정수단계에서는, 상기 분리막을 경계로 상기 오수와 상기 투입단계에서 투입된 물의 농도 차이로 인해, 삼투압력이 발생하여, 상기 오수에 포함된 물만 선택적으로 상기 분리막 내부로 공급되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투입단계에서 투입되는 물의 양은, 상기 분리막 내부에 수용할 수 있는 물 100부피% 대비 5 내지 20부피%인 것을 특징으로 하며, 상기 정수단계에서, 상기 오수에 포함된 물은 상기 분리막의 막 단백질을 통해, 상기 분리막 내부로 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 준비단계에서, 상기 분리막은 물 불투과성 물질로 이루어지며, 상기 양성자펌프는 박테리오로돕신 또는 사이토크롬 옥시다제 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 막 단백질은 아쿠아포린 계열의 단백질인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터 및 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법에 따르면, 막 단백질과 양성자펌프를 하나의 필터내에 형성함으로써, 별도의 유도용액없이 오수에 포함된 양성자를 이용하여 정삼투 담수화를 구현할 수 있는 장점이 있다.
또한, 양성자펌프는 태양에너지를 이용하여, 양성자를 분리막 내부로 투입함으로써, 별도의 에너지 공급이 필요하지 않아, 친환경적이면서도 에너지효율이 높은 장점이 있다.
또한, 막 단백질은 물만을 선택적으로 투과함으로써, 정수효율이 매우 우수한 장점이 있다.
뿐만 아니라, 양성자펌프와 막 단백질을 하나의 분리막에 결합함으로써, 상호작용에 의해, 별도의 물질이나 에너지 소비없이, 연속적으로 정수를 수행할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터와 그 작동원리를 나타낸 모식도
도 2는 본 발명의 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법을 순차적으로 나타낸 순서도
도 2는 본 발명의 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법을 순차적으로 나타낸 순서도
이하, 본 발명에 의한 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터 및 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법에 대하여 본 발명의 바람직한 하나의 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시목적을 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터는, 분리막(10)을 포함하며, 상기 분리막(10)은, 양성자펌프(20) 및 막 단백질(30)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 분리막(10)은, 물 불투과성(impremeable) 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 폴리비닐알코올 또는 폴리아크릴아마이드 중 적어도 하나로 이루어지는 것이 효과적이다.
분리막(10)은 막의 형태로써, 내부와 외부로 구별될 수 없으나, 본 명세서에서는, 분리막(10)은 정수된 물을 수용할 수 있는 부분을 내부로, 오수가 위치하는 부분을 외부로 편의상 기재하였다.
또한, 상기 분리막(10)의 형태는, 도 1에 나타난 바와 같이, 정수된 물을 수용할 수 있는 형태, 즉, 물을 수용할 수 있는 공간을 형성하는 형태인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 분리막(10)의 중앙부가 함몰된 형태인 것이 효과적이다.
또한, 상기 분리막(10)의 내부에는 물을 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 상기 분리막(10)의 내부의 부피 대비 5 내지 20부피%의 물을 포함하는 것이 효과적이고, 가장 바람직하게는 7 내지 10부피%의 물을 포함하는 것이 효과적이다.
첫 정수시점에, 분리막(10)의 내부에 물이 존재하지 않으면, 양성자(40)가 펌핑되어 들어오더라도, 분리막(10) 내부에 분리막(10) 외부와 농도차를 발생시키는 유도용액의 기능을 수행할 수 없어, 정삼투현상이 발생하지 않는 문제가 있다.
다만, 첫 정수시점에서 물을 넣어주면, 그 이후에는, 정삼투 현상 및 양성자 펌핑에 의하여, 자동으로 순환작용이 일어나는 바, 별도의 물을 추가로 투입할 필요는 없다.
또한, 그 함량이 5부피% 미만인 경우에는, 물의 함량이 너무 적어, 유도용액으로 기능하기 어려운 문제가 있으며, 20부피%를 초과하는 경우에는, 양성자 펌핑에 의해, 농도차를 구현하는데 시간이 오래 걸려 비효율적인 문제가 있다.
다음으로, 상기 양성자펌프(20)는 상기 분리막(10) 일부에 수용되어 위치하며, 양성자(40)를 상기 분리막 내부로 펌핑하는 역할을 한다.
양성자펌프(20)는 양성자(40)를 상기 분리막 내부로 펌핑할 수 있는 물질이면 어떠한 것이든 무방하나, 본 발명의 막 단백질(30)과의 효과적인 상호작용을 위해서는, 박테리오로돕신 또는 사이토크롬 옥시다제 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 박테리오로돕신을 포함하는 것이 효과적이다.
또한, 상기 양성자펌프(20)는 에너지를 이용하여 상기 양성자(40)를 펌핑하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는, 태양에너지(80)를 이용하여 양성자(40)를 펌핑하는 것이 효과적이다. 양성자펌프(20)의 작동에너지로, 자연발생 에너지인 태양에너지(80)를 이용함으로써, 별도의 에너지공급이 필요없어, 에너지 효율이 높을 뿐만 아니라, 친환경적이고 휴대가 간편한 장점이 있다.
다음으로, 막 단백질(30)은 분리막(10) 일부에 수용되어 위치하며, 물을 상기 분리막(10) 내부로 선택적으로 투과하는 역할을 한다. 즉, 막 단백질(30)은 정삼투 현상에 의해 발생하는 압력에 의해, 물을 분리막(10) 내부로 선택적으로 투과시킨다.
여기서, 막 단백질(30)은 압력에 의해 물을 선택적으로 투과시킬 수 있는 소재이면, 어떠한 소재이든 무방하나, 본 발명의 양성자펌프(20)와의 효과적인 상호작용과 정수효율을 극대화하기 위해서는, 아쿠아포린 계열의 단백질을 사용하는 것이 바람직하다.
막 단백질(30)은 상기 양성자(40)가 통과하지 못 하는 것이 바람직하다. 분리막(10) 내부에 투입된 양성자(40)가 막 단백질(30)을 통해 분리막(10) 외부로 유출된다면, 분리막(10)의 내외부간의 농도차가 발생되지 않아, 정삼투 압력으로 인한 정수가 이루어지지 않는 문제가 있다.
또한, 양성자펌프(20)와 막 단백질(30)은 모두 분리막(10) 일부에 수용되어 위치하며, 서로 이격되어 형성되는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 양성자펌프(20)와 막 단백질(30)간의 거리는 5cm를 초과하는 것이 효과적이며, 가장 바람직하게는 5cm 내지 30cm인 것이 효과적이다.
본 발명의 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터는, 다음과 같이 작동한다.
분리막(10) 외부에는 오수(70)가 위치하고, 분리막(10) 내부에는 물(60)이 위치하며, 양성자펌프(20)에서 의해, 분리막(10) 내부의 물(60)에 양성자(40)가 투입되어 물(60)의 농도가 오수(70)의 농도보다 높아진다.
분리막(10)을 경계로, 오수(70)와 물(60)간의 농도차로 인한 정삼투 현상으로 인해, 분리막(10) 내부로 오수(70)가 투입되려는 압력이 발생한다. 그 압력으로 막 단백질(30)에 의하여, 오수(70)에 포함된 물(50)만 선택적으로 분리막(10) 내부로 투입된다.
즉, 분리막(10)을 오수에 접촉시키면, 오수에 포함된 물(50)은 정삼투 현상에 의해, 막 단백질(30)을 통해, 분리막(10) 내부로 투입된다.
다음으로, 본 발명의 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법은, 도 2에 나타난 바와 같이, 준비단계(S10), 투입단계(S20), 접촉단계(S30), 정수단계(S40) 및 회수단계(S50)를 포함하여 이루어진다. 이하에 설명된 내용 외에는, 상기 본 발명의 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터에서 언급한 바와 같다.
먼저, 준비단계(S10)는 양성자펌프와 막 단백질을 포함하는 분리막을 준비하는 단계이다. 이는 본 발명에 적합한 양성자펌프와 막 단백질을 수용한 분리막을 준비하는 공정이다.
준비단계(S10)에서, 분리막은 물 불투과성 물질로 이루어지며, 상기 양성자펌프는 박테리오로돕신 또는 사이토크롬 옥시다제 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 막 단백질은 아쿠아포린 계열의 단백질인 것이 바람직하다. 이에 대한 구체적인 설명은 상기 언급한 바와 같다.
다음으로, 투입단계(S20)는 접촉단계(S30) 이전에, 분리막 내부에 물을 투입하는 단계이다. 이는 분리막 외부의 오수와의 농도차를 형성하기 위한 유도용액을 역할을 수행하기 위해, 필요한 최소한의 물을 분리막 내부에 투입하는 공정이다.
상기 투입단계(S20)에서 투입되는 물의 양은, 분리막 내부에 수용할 수 있는 물 100부피% 대비 5 내지 20부피%인 것이 바람직하다.
다음으로, 접촉단계(S30)는 상기 분리막을 오수와 접촉시키는 단계이다. 이는 정수하고자 하는 오수에 분리막을 접촉시켜, 정수를 시작하기 위한 공정이다.
다음으로, 정수단계(S40)는 상기 접촉에 의해, 상기 오수에 포함된 양성자 및 물이 상기 분리막 내부로 공급되는 단계이다. 이는 정삼투 현상을 일으켜, 오수에 포함된 물만을 선택적으로 분리막 내부로 공급하여 정수하는 공정이다.
정수단계(S40)에서, 상기 오수에 포함된 양성자는 상기 분리막의 양성자펌프를 통해, 상기 분리막 내부로 공급되는 것이 바람직하며, 상기 분리막의 양성자펌프는 태양에너지를 이용하여, 상기 오수에 포함된 양성자를 상기 분리막 내부로 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 정수단계(S40)에서, 상기 오수에 포함된 양성자가 상기 분리막 내부로 공급됨으로써, 상기 투입단계(S20)에서 투입된 물의 농도가 상기 오수의 농도보다 높아지는 것을 특징으로 하며, 상기 분리막을 경계로 상기 오수와 상기 투입단계(S20)에서 투입된 물의 농도 차이로 인해, 삼투압력이 발생하여, 상기 오수에 포함된 물만 선택적으로 상기 분리막 내부로 공급된다.
또한, 이러한 현상은 접촉 초기 이후에는, 막 단백질을 통해, 오수에 포함된 물이 분리막 내부에 투입되고, 이에 상기 오수에 포함된 양성자가 공급되어 형성된 물과 상기 오수와의 농도 차이로 인해 발생한다.
또한, 상기 오수에 포함된 물은 상기 분리막의 막 단백질을 통해, 상기 분리막 내부로 공급된다.
마지막으로, 회수단계(S50)는 정수단계(S40)에 의해, 상기 분리막 내부로 투입된 물을 회수하는 단계이다. 이는 정수된 물을 회수하는 공정이다.
정수된 물이 수용된 분리막을 뒤집는 방식 등으로 손쉽게 정수된 물을 회수할 수 있다.
즉, 본 발명의 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터 및 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법에 의하면, 오수와 물을 경계로 존재하는 분리막에 막 단백질과 양성자펌프가 형성됨으로써, 오수에 존재하는 양성자가 양성자펌프에 의해, 물이 존재하는 분리막 내부로 이동한다. 이에 따라, 분리막 내부에 존재하는 물의 농도가 높아지게 되어, 분리막 외부에 존재하는 오수보다 농도가 높아지게 된다.
따라서, 분리막을 경계로 농도차이로 인한 정삼투 압력이 발생하여, 오수가 물이 존재하는 분리막 내부로 이동하려는 흐름이 발생한다. 분리막 내부로 오수가 들어오기 위해서는, 유일한 통로가 막 단백질인데, 이 막 단백질은 물만을 선택적으로 투과시키는 기능을 하는 바, 결과적으로 오수중에서 양성자를 포함한 불순물은 분리막 내부로 들어오지 못 하고, 깨끗한 물만이 분리막 내부로 들어오게 된다.
본 발명에 의하면, 이러한 작용에 의해, 연속적으로 별도의 에너지소비 없이, 오수가 정수될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
10: 분리막
20: 양성자펌프
30: 막 단백질
40: 양성자
50: 막 단백질에 의해 오수에서 선택적으로 투과된 물
60: 분리막 내부의 물
70: 오수
80: 태양에너지
20: 양성자펌프
30: 막 단백질
40: 양성자
50: 막 단백질에 의해 오수에서 선택적으로 투과된 물
60: 분리막 내부의 물
70: 오수
80: 태양에너지
Claims (22)
- 분리막;을 포함하며,
상기 분리막은,
양성자를 유도용질로 사용하기 위하여 상기 양성자를 상기 분리막 내부로 펌핑하는 양성자펌프; 및
물을 상기 분리막 내부로 선택적으로 투과하는 막 단백질;을 포함하며,
상기 분리막은, 상기 물을 수용할 수 있는 형태인 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터
- 제 1항에 있어서,
상기 막 단백질은 아쿠아포린 계열의 단백질인 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 분리막은, 물 불투과성 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 양성자펌프는 박테리오로돕신 또는 사이토크롬 옥시다제 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 양성자펌프는, 에너지를 이용하여 상기 양성자를 펌핑하는 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터
- 제 5항에 있어서,
상기 에너지는, 태양에너지를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 분리막 내부에 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 양성자펌프와 상기 막 단백질간의 이격거리는 5cm 내지 30cm인 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 막 단백질은 상기 양성자가 통과하지 못 하는 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 물은 정삼투 현상에 의해, 상기 분리막 내부로 투입되는 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 분리막 외부에는 오수가 위치하고, 상기 분리막 내부에는 물이 위치하며, 상기 양성자펌프에서 의해, 상기 분리막 내부의 물에 양성자가 투입되어 상기 물의 농도가 상기 오수의 농도보다 높은 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터
- 제 11항에 있어서,
상기 분리막을 경계로, 상기 오수와 상기 물의 농도차로 인한 정삼투 현상으로, 상기 분리막 내부로 상기 오수가 투입되려는 압력이 발생하며, 상기 막 단백질에 의하여, 상기 오수에 포함된 물만 선택적으로 상기 분리막 내부로 투입되는 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터
- 막 단백질과 양성자를 유도용질로 사용하기 위한 양성자펌프를 포함하는 분리막을 준비하는 준비단계;
상기 분리막을 오수와 접촉시키는 접촉단계; 및
상기 접촉에 의해, 상기 오수에 포함된 양성자 및 물이 상기 분리막 내부로 공급되는 정수단계;를 포함하여 이루어지며,
상기 준비단계에서, 상기 분리막은 상기 물을 수용할 수 있는 형태이고,
상기 정수단계에서, 상기 분리막의 양성자펌프는 태양에너지를 이용하여, 상기 오수에 포함된 양성자를 정수를 위한 유도용질로 사용하기 위하여 상기 분리막 내부로 공급하는 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법
- 제 13항에 있어서,
상기 정수단계에 의해, 상기 분리막 내부로 투입된 물을 회수하는 회수단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법
- 제 13항에 있어서,
상기 정수단계에서, 상기 오수에 포함된 양성자는 상기 분리막의 양성자펌프를 통해, 상기 분리막 내부로 공급되는 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법
- 제 13항에 있어서,
상기 준비단계에서, 상기 양성자펌프와 상기 막 단백질의 이격거리는 5cm 내지 30cm인 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법
- 제 13항에 있어서,
상기 접촉단계 이전에, 상기 분리막 내부에 물을 투입하는 투입단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법
- 제 17항에 있어서,
상기 정수단계에서, 상기 오수에 포함된 양성자가 상기 분리막 내부로 공급됨으로써, 상기 투입단계에서 투입된 물의 농도가 상기 오수의 농도보다 높아지는 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법
- 제 17항 또는 제 18항에 있어서,
상기 정수단계에서는, 상기 분리막을 경계로 상기 오수와 상기 투입단계에서 투입된 물의 농도 차이로 인해, 삼투압력이 발생하여, 상기 오수에 포함된 물만 선택적으로 상기 분리막 내부로 공급되는 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법
- 제 17항 또는 제 18항에 있어서,
상기 투입단계에서 투입되는 물의 양은, 상기 분리막 내부에 수용할 수 있는 물 100부피% 대비 5 내지 20부피%인 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법
- 제 13항에 있어서,
상기 정수단계에서, 상기 오수에 포함된 물은 상기 분리막의 막 단백질을 통해, 상기 분리막 내부로 공급되는 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법
- 제 13항에 있어서,
상기 준비단계에서, 상기 분리막은 물 불투과성 물질로 이루어지며, 상기 양성자펌프는 박테리오로돕신 또는 사이토크롬 옥시다제 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 막 단백질은 아쿠아포린 계열의 단백질인 것을 특징으로 하는 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법
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