체질 특성: 탄소 분자체는 체질 특성을 활용하여 산소와 질소를 분리합니다. 여기에는 작은 운동 직경을 가진 분자가 기공으로 빠르게 확산되는 동시에 더 큰 분자의 진입을 제한할 수 있는 광대한 미세기공 네트워크가 포함되어 있습니다.
기공 크기 제어: 제조 과정에서 미세 기공 분포는 일반적으로 0.28~0.38nm 범위 내의 분자 크기를 기준으로 설계됩니다. 이러한 특정 기공 크기 범위는 질소 분자를 방해하면서 산소 분자가 빠르게 통과할 수 있게 하여 산소-질소 분리를 가능하게 합니다.
흡착 과정: 기체 혼합물이 탄소 분자체를 통과할 때 거대 기공과 중간 기공은 주로 흡착할 분자(예: 산소)를 미세 기공과 초미세 기공으로 운반하는 채널 역할을 합니다. 이러한 미세 기공과 초미세 기공은 흡착이 일어나는 실제 부피를 구성합니다.
압력 스윙 흡착(PSA): PSA 질소 생성 시스템에서 탄소 분자체는 흡착제 역할을 하며 압력 스윙 원리에 따라 압축 공기에서 직접 질소를 추출합니다. 압력이 가해지면 체 내에서 산소와 질소의 확산 속도가 크게 달라집니다. 많은 수의 산소 분자가 단시간에 체에 흡착되는 반면, 질소 분자는 기상에서 농축되어 분리됩니다.
재생 및 순환: 탄소 분자체의 산소 흡착 용량은 압력에 따라 크게 달라지므로 압력을 낮추면 흡착된 산소 분자가 방출되어 체를 재생합니다. 이 공정은 지속적인 질소 생산을 보장하기 위해 반복적으로 순환됩니다.