순수 산소는 어떻게 만들어지는지 궁금합니다
대기는 산소가 약 22% 정도 있는것으로 알고 있는데요
의료용이나 특수 작업용 산소는 100% 짜리가 있는것 같은데요
이 순수 산소는 어떻게 만드나요
안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.
순수 산소는 액체 공기를 사용하여 해당 공기를 압축하여 기체 상태로 변화시키고 다른 불순물 기체를 걸러내는 작업을 통해 순수 산소를 공급받게 됩니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
순수 산소는 일반적으로 화학적인 반응을 통해 만들어집니다. 대표적인 방법으로는 수분 분해, 즉 물 분자를 전기 분해하여 수소와 산소를 분리하는 것이 있습니다. 이를 통해 얻은 순수 산소는 공기 중의 다른 성분들과 분리되어 사용될 수 있습니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
일반적으로 우리가 숨쉬는 공기는 산소가 약 22% 정도 포함되어 있습니다. 하지만 의료용이나 특수 작업용으로 사용되는 순수 산소는 100% 짜리가 있습니다. 이 순수 산소는 어떻게 만들어지는지 궁금하신 것 같아요.
순수 산소는 대부분 공기 중의 다른 기체들을 걸러내는 과정을 거쳐 만들어집니다. 가장 일반적인 방법은 액체 공기를 사용하는 것인데요. 먼저 액체 공기를 압축하여 압력을 높이고 그 다음에 액체 공기를 가열하여 기체 상태로 만듭니다. 그리고 이 기체 상태의 공기를 다시 압축하여 압력을 높이면서 다른 기체들을 걸러내는 작업을 합니다. 이렇게 걸러낸 공기는 순수 산소가 됩니다.
또 다른 방법으로는 분리 증류라는 과정을 사용하는 방법도 있습니다. 이 방법은 공기를 압축하고 냉각하여 액체 상태로 만든 다음 다시 가열하여 기체 상태로 만듭니다. 그리고 이 기체 상태의 공기를 다시 냉각하면서 다른 기체들을 걸러내는 작업을 합니다. 이렇게 걸러낸 공기는 순수 산소가 됩니다.
순수 산소는 의료용이나 특수 작업용으로 사용되는 것 외에도 우주 탐사나 잠수 작업 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 이렇게 순수 산소를 만드는 과정은 과학 기술의 발전으로 더욱 효율적이고 안전하게 이루어지고 있으며 미래에는 더 발전된 방법으로 순수 산소를 만들 수 있을 것으로 기대됩니다. 감사합니다.
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만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 순산소 : 일반 산소보다 농도가 높은 고농도의 산소를 말한다.
1. 산소 분리 기술의 종류
1) 촉매(Catalyst, 觸媒)를 이용한 산소발생
촉매는 반응속도를 증가 또는 감소시키는 효과를 나타내고 반응이 종료된 다음에도 원래의 상태로 존재할 수 있는 물질로서, 표백제를 이용한 촉매로 물과 반응시켜 산소를 발생시키는 원리로 구조가 매우 간단하다.
저가형에 적용되며 고순도의 산소를 발생시킨다. 주로 저가형의 모델로 사용되며 매번 촉매제를 교환해 주어야 하는 불편함이 있어 휴대용 산소발생기로 사용된다.
2) 전기분해(Electrolysis,電氣分解)를 이용한 산소발생
전기분해는 물질에 전기 에너지를 가하여 산화, 환원반응이 일어나도록 하는 것을 말하며, 물을 전기분해하면 산소와 수소가 발생하는 원리로 구조가 매우 간단하며 고순도의 산소를 발생시킨다.
가장 기초적이며 가장 많이 공개돼 있는 기술이지만 상업적으로 활용되지는 않고 있다. 이유는 폭발성이 매우 높은 수소가 발생하여 위험할 뿐더러 수소를 별도 처리를 해야 되기 때문에 후처리 공정이 복잡하다.
3) PSA(Pressure Swing Adsorption, 가압교대 흡착장치)를 이용한 산소발생
흡착제(Adsorbent, 기체나 용액의 분자들이 고체 표면에 달라붙는 현상을 흡착(adsorption)이라 하는데, 이때 흡착을 받아들이는 고체물질을 흡착제라고 한다. 흡착제 단위부피당 흡착되는 표면 넓이가 넓은 것이 우수한 흡착제이며, 공업적으로 이용되는 것에 활성탄이나 알루미나 등이 있고, 간장을 담글 때 넣는 숯도 포함된다)를 이용한 산소발생 원리로 공기중의 질소분자를 흡착제에 의해 흡수하여 산소의 농도를 높이는 방법을 이용하고 있으며 현재 가장 많이 활용되고 있다. 또한 특허시효가 만료되어 특허에 접촉되지 않고 사용할 수 있어 제작에 어려움이 없다. 그러나 흡착제로 쓰이는 원료가 수분에 약해 수분 방지에 심혈을 기울여야 하는 단점이 남아있다.
4) 기체분리방식을 이용한 산소발생
중공사막(Hollow Fiber, 중공사는 내부에 기공(氣孔)을 가진 섬유로서 마카로니 모양처럼 구멍이 뚫린 섬유를 말하며 머리카락 굵기의 만분의 일에 해당하는 0.01∼0.04미크론 이하의 구멍이 뚫려 있다)에 대한 물질들의 투과속도 차이를 이용하여 산소를 분리하는 방법으로 압축공기를 중공사막에 투입시켜 산소를 중공사막의 배출부로 나오게 하여 산소를 발생한다. 이 방식은 반영구적으로 사용할 수 있는 구조로 설치가 간편하고 활용도가 넓다. 수분에 강하고 다른 매체들과의 반응이 없어 하자보수가 거의 없는 것이 큰 장점이라 할 수 있다. 주로 산업용에 많이 활용되고 있으며 이번에 가정용으로 개발하고자 하는 방식으로 전망이 매우 좋다고 할 수 있겠다.
출처 : ECO전도사 - 고농도 산소 발생 방법
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
순수 산소는 다양한
방법으로 만들 수
있습니다.
가장 일반적인 방법은
다음과 같습니다.
물을 전류에 의해 산소와
수소로 분해하는 방법입니다.
가장 일반적으로 사용되는 방법이며
비교적 안전하고 효율적입니다.
비교적 안전하고 효율적이며
부산물인 수소를 추진제나
연료 전지에 사용할 수 있습니다.
많은 전력을 필요로 하고
전기분해 장치가 고장나면 산소 생산이 중단될 수 있습니다.
액체 공기를 끓여 산소와
질소를 분리하는 방법입니다.
대량의 산소 생산에 적합하며
비교적 순도가 높은 산소를 얻을 수 있습니다.
대량의 산소 생산에 적합하며
비교적 순도가 높은 산소를 얻을 수 있습니다.
많은 에너지를 필요로 하고
액체 공기를 저장하고 운송하는 데 어려움이 있습니다.
수산화 리튬과 이산화탄소를 반응시켜 산소를 생산하는 방법입니다.
비상시 사용하거나, 전기분해 장치가 고장났을 때 사용됩니다.
장점: 전력 없이도 사용할 수 있으며, 비교적 간단하고 저렴합니다.
단점: 생산량이 적고, 부산물인 리튬 하이드록사이드를 처리해야 합니다.
식물을 이용하여 광합성을 통해 산소를 생산하는 방법입니다.
친환경적이며 지속 가능한
방법이지만, 생산량이 적고 많은 공간이 필요합니다.
장점: 친환경적이며 지속 가능한 방법입니다.
단점: 생산량이 적고, 많은 공간이 필요합니다.
의료용: 인공호흡, 마취 등
산업용: 용접, 제강 등
우주 개발: 우주 비행사의 호흡용 산소 공급
순수 산소는 무색 무취의 기체입니다.
순수 산소는 불을 잘 붙게 하기 때문에 화재 위험이 있습니다.
순수 산소를 고농도로 호흡하면 건강에 해를 끼칠 수 있습니다.
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순수 산소, 즉 100%의 산소는 대부분 공기 중의 다른 성분들을 제거하는 공정을 통해 생산됩니다. 이를 통해 진공포화증을 이용하여 공기를 압축하고, 이를 여러 단계의 정제 및 분리 공정을 통해 질소, 아르곤, 이산화탄소 등 다른 성분들을 제거합니다. 이 과정을 거치면 순수한 산소가 생산됩니다. 이렇게 생산된 순수 산소는 의료용 산소나 특수 작업용으로 사용됩니다.
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대기 중의 산소와 다른 기체들을 분리하기 위해 분수소기술이 주로 사용됩니다. 주로 압축 공기를 사용하고, 공기를 압축하여 액체 상태로 만든 다음, 이를 증발시켜 산소를 분리합니다.분리 막은 대기 중의 산소와 다른 기체를 분리하는 데 사용되는 기술입니다. 이러한 막은 산소 분자가 통과할 수 있지만 다른 기체 분자는 통과하지 못하도록 설계되어 있습니다.
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