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[미국] 멤브리언, 새로운 담수화 막 제조방법으로 지원금 받아
이름 관리자 waterindustry@hanmail.net 작성일 2022.09.13 조회수 354
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[미국] 멤브리언, 새로운 담수화 막 제조방법으로 지원금 받아

‘롤투롤 세라믹 담수화 막’ 생산라인 실시간 분석·제공하기 위해 머신 비전 시스템 개발



미국 시애틀 소재의 저비용 고성능 이온 교환막 제조업체인 멤브리언(Membrion)은  SBIR(중소기업 혁신 연구) 프로그램을 통해 미국 에너지부(DOE), AMO(첨단제조사무소)로부터 110만 달러(약 15억 원)의 보조금을 받았다. 사진은 멤브리언이 생산하고 있는 세라믹 담수화 막(ceramic desalination membrane).  [사진출처(Photo source) = 멤브리언(Membrion)]

미국 시애틀 소재의 저비용 고성능 이온 교환막 제조업체인 멤브리언(Membrion)은 SBIR(중소기업 혁신 연구) 프로그램을 통해 미국 에너지부(DOE), AMO(첨단제조사무소)로부터 110만 달러(약 15억 원)의 보조금을 받았다. 사진은 멤브리언이 생산하고 있는 세라믹 담수화 막(ceramic desalination membrane). [사진출처(Photo source) = 멤브리언(Membrion)]

 

미 에너지부로부터 110만달러의 지원금 받아 


미국 시애틀 소재의 저비용 고성능 이온 교환막 제조업체인 멤브리언(Membrion)은 9월 8일 SBIR(Small Business Innovation Research ; 중소기업 혁신 연구) 프로그램을 통해 미국 에너지부(DOE ; Department of Energy), AMO(Advanced Manufacturing Office ; 첨단제조사무소)로부터 110만 달러(약 15억 원)의 보조금을 받았다고 발표했다.


2단계 보조금(Phase II Award)은 멤브리언의 ‘롤투롤 세라믹 담수화 막(roll-to-roll ceramic desalination membrane)’ 생산라인에 대한 실시간 분석을 제공하기 위해 머신 비전 시스템을 개발, 구현 및 최적화하는 2년간 프로젝트를 지원한다.


DOE의 물 보안 그랜드 챌린지(Water Security Grand Challenge)의 중요한 구성 요소는 물 안보를 해결하고 물 부족을 완화하는 것이다. 향후 10년 동안 미국의 거의 모든 주에서 기후변화로 인한 물 부족과 깨끗한 물에 대한 수요의 급격한 증가로 인해 물 부족을 경험할 것으로 예상하고 있다.


시애틀의 신생 물기업인 멤브리온(Membrion)은 이전에는 재사용하기가 너무 어려웠던 물을 재활용하는 업무를 수행해 왔다. 멤브리언은 세라믹 담수화 막(ceramic desalination membrane)을 만들기 위해 실리카(silica)를 사용하고 있다.


멤브리언(Membrion)의 설립자이자 CEO인 그레그 뉴블룸(Greg Newbloom)은 “물 안보 그랜드 챌린지(Water Security Grand Challenge)의 목표 중 하나는 비용 경쟁력 있는 깨끗한 물을 제공하는 담수화 기술을 출시하는 것이다. 멤브리언의 세라믹 담수화 막이 바로 그 역할을 하고 있다”라고 이 말했다.


그레그 뉴블룸 CEO는 이어 “멤브리언의 막은 담수화 비용을 획기적으로 절감해 주지만, 새로운 기술의 대량 생산을 계속하는 것은 쉬운 일이 아니다”라면서 “에너지부(DOE) 보조금은 열악한 환경에서 작동하는 고품질 막을 대량 생산하는 데 필요한 자원을 제공할 것이다”라고 덧붙였다.


이 프로젝트를 이끌고 있는 멤브리언의 수석 연구엔지니어인 올리비아 렌츠(Olivia Lenz) 박사는 “멤브리언의 새로운 막 화학은 물 담수화의 균일한 비용을 대폭 절감할 수 있다. 그러나 적절한 인라인 품질관리 프로세스의 부족은 실험실에서 상업 생산으로 이동하는 새로운 막 기술에 대한 가장 중요한 장애물 중 하나다”라고 말했다.


렌츠 박사는 품질관리 및 검사 방법을 위해 50개의 멤브레인 검사 시스템을 스크리닝하는 Phase I SBIR(중소기업 혁신 연구 1단계) 프로젝트를 통해 멤브리언을 안내했다. 국립재생에너지연구소(NREL ; National Renewable Energy Lab)에서 특허를 받은 적외선 열화상 기술(infrared(IR) thermography technology)에서 최적의 결과를 찾았다.


이 인라인 기술(in-line technology)은 온도를 주요 담수화 성능 지표와 연결하여 우수한 막 품질을 보장한다. NREL(국립재생에너지연구소)의 기술은 필터의 전체 표면적을 며칠이 아닌 몇 초 만에 검사하기 때문에 기존 방법보다 향상된다.


SBIR의 2단계에서 멤브리언은 NREL 기술을 생산라인에 통합하고 기계 학습(machine learning) 및 신경망(인공 지능 통합)에 의존하는 이미지 처리 소프트웨어를 개발하여 막이 통과할 때 이를 검사하고 조명 작업자에게 ‘멤브레인이 사양을 벗어났다.’, ‘현재 멤브레인 품질 데이터를 얻는 데는 여러 날이 소요된다’라고 경고한다. 2단계에서는 통합된 라이브 시스템이 생성된다.


멤브리언이 만드는 막은 오염이 적고 세척이 덜 필요하며 산화제 저항성이 있으며 pH 안정성이 매우 낮고 고온에 견딜 수 있으며 경제적이다.  [사진출처(Photo source) = 멤브리언(Membrion)]

멤브리언이 만드는 막은 오염이 적고 세척이 덜 필요하며 산화제 저항성이 있으며 pH 안정성이 매우 낮고 고온에 견딜 수 있으며 경제적이다. [사진출처(Photo source) = 멤브리언(Membrion)]

 

보조금은 멤브리언 뿐만 아니라 다른 제조업체에도 혜택을 준다. 다양한 환경과 조건의 제조 시설에서 작동할 수 있으므로 다른 시설 및 산업 전반에 걸쳐 활용이 가능하다. 이 보조금은 기술과 통합 소프트웨어를 상용화하기 위한 지원금을 포함한다.


렌츠 박사는 “우리는 NREL과 협력하여 에너지부(DOE)에 봉사하고 우리 업계의 가장 큰 과제 중 하나인 안정적이고 효율적인 검사를 해결하게 된 것을 기쁘게 생각한다”라고 말했다.


그는 이어 “이상적인 결과는 즉각적인 피드백(feedback)을 제공하고 추가 처리를 피할 수 있는 영역을 표시할 수 있는 고급 담수화 막에 대한 강력한 인라인 라이브 검사 시스템을 갖추는 것”이라고 덧붙였다.


렌츠 박사는 특히 “검사 시스템 프로젝트의 2단계를 통해 멤브리언은 더 낮은 비용으로 일관되게 고품질의 담수화 막을 제공할 수 있다. 이 작업은 막 산업 전반에 걸쳐 혜택을 주어 다른 산업 분야의 제조업체가 일관된 막 및 필터 품질을 제공할 수 있도록 한다. 데이터에서 나온 확신이 있기 때문에 우리는 일관되게 높은 품질을 유지할 수 있다”라고 강조했다.


■ 멤브리언(Membrion) 소개


산업 시설이 더 많은 물을 재활용할 수 있도록 돕기 위해 설립된 멤브리언(Membrion)은 가장 가혹한 조건에서도 최대 98%의 물을 회수할 수 있는 세라믹 담수화 막을 제조한다. 멤브리언의 유연한 세라믹 이온 교환 멤브레인(ceramic ion exchange membrane)은 물 회수를 위한 무한한 가능성을 제공하므로 제조업체는 이전에 접근할 수 없었던 온도, pH 범위 및 까다로운 미량 화학물질에서 물을 재활용할 수 있다.


멤브리언이 만드는 막은 오염이 적고 세척이 덜 필요하며 산화제 저항성이 있으며 pH 안정성이 매우 낮고 고온에 견딜 수 있으며 경제적이다. 멤브리언의 주요 과학자 및 연구원 팀은 산업계에서 폐수를 회수하기 위한 새로운 표준을 만들고 있다.


멤브리언(Membrion) 제품의 혜택을 받는 산업에는 마이크로일렉트로닉스(microelectronics), 광업, 석유 및 가스, 식품 및 음료 등이 있다. 멤브리언에 대한 자세한 내용은 membrion.com을 참조.


[원문보기]


Membrion receives DOE award for novel manufacturing of desalination membranes

SBIR award to improve quality and mainstream ceramic desalination for water savings


 

Seattle, September 8, 2022 - Membrion announced today that it received a $1.1 million grant from the United States Department of Energy (DOE), Advanced Manufacturing Office (AMO), through the Small Business Innovation Research (SBIR) program. 


The Phase II Award will support a two-year project to develop, implement, and optimize a machine vision system to provide real-time analytics of Membrion’s roll-to-roll ceramic desalination membrane production line.


A critical component of the DOE’s Water Security Grand Challenge is to address water security and alleviate water stress. Over the next ten years, nearly every state will experience a water shortage, which is caused by climate-driven water shortages and dramatic increases in the demand for clean water. 


Membrion, a start-up out of Seattle, is on a mission to recycle water that was previously too challenging to reuse. They are doing it using silica to create ceramic desalination membranes. 


“Goal One of the Water Security Grand Challenge is to launch desalination technologies that deliver cost-competitive clean water. Membrion’s ceramic desalination membranes are doing just that,” said Greg Newbloom, founder and chief executive officer of Membrion. 


“Our membranes offer compelling reductions in the cost of water desalination, however, continuing to ramp up mass production of a new technology isn’t a trivial task. This DOE grant will give us the resources needed to mass produce high quality membranes that work in harsh environments.” 


New membrane chemistries can offer compelling reductions to the levelized cost of water desalination. However, the lack of adequate in-line quality control processes is one of the most significant hurdles for new membrane technologies moving from laboratory to commercial production. Membrion’s principal investigator leading the project is Dr. Olivia Lenz, Ph.D., a senior research engineer. 


Dr. Lenz guided Membrion through its Phase I SBIR project, screening 50 membrane inspection systems for quality control and inspection methods. The optimal outcome was found in the infrared (IR) thermography technology patented by the National Renewable Energy Lab (NREL). 


This in-line technology ties temperature to key desalination performance metrics to ensure good membrane quality. NREL’s technology improves over traditional methods because the filter’s entire surface area is inspected in seconds, not days.


In Phase II of the SBIR, Membrion will integrate the NREL technology on their production line and develop image processing software that relies upon machine learning and neural networks (integrating artificial intelligence) to inspect the membrane as it passes through and alert the light operator if the membrane is out of specification. Right now, it is a multi-day process to get membrane quality data. Phase II will yield an integrated, live system. 


The award benefits not only Membrion, but other manufacturers as well. Since the product can operate in manufacturing facilities with differing environments and conditions, it can be utilized in other facilities and across industries. The award includes a stipend to commercialize the technology and its integrated software.


“We are pleased to collaborate with NREL, to serve the Department of Energy, and to solve one of the biggest challenges of our industry, that of reliable and efficient inspections,” Dr. Lenz stated. 


“The ideal outcome is to have a robust, in-line, live inspections system for an advanced desalination membrane that can give immediate feedback and can mark areas where further processing can be avoided.”


“Phase II of the inspection system project will allow Membrion to deliver a consistently high-quality desalination membrane at a lower cost. This work will benefit across the membrane industry, allowing manufacturers in other industrial spaces to deliver consistent membrane and filter quality. We can have consistently high quality because we have the assurance that comes from the data,” Dr. Lenz said.


About Membrion


Created to help industrial facilities recycle more of their water, Membrion manufactures ceramic desalination membranes that can recover of up to 98% of water in the harshest conditions. Membrion’s flexible, ceramic ion exchange membranes yield endless possibilities for water recovery, allowing manufacturers to recycle water at previously inaccessible temperatures, pH ranges, and challenging trace chemicals. 


The membranes that Membrion creates are low fouling, require less cleaning, are oxidizer resistant, have ultra-low pH stability, can withstand high temperatures, and are economical. Membrion’s team of leading scientists and researchers are creating a new standard for recovering wastewater in the industrial world. 


Industries that benefit from Membrion products include microelectronics, mining, oil and gas, food and beverage, and more. For more information about Membrion, visit membrion.com. 


[출처 = 멤브리온(https://membrion.com/membrion-receives-doe-award-for-novel-manufacturing-of-desalination-membranes/) / 2022년 9월 8일]

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