1. 서 론
이온교환막(ion exchange membrane, IEMs)을 이용하 여 전기화학적 탈염 공정에 적용한 기본 연구는 60년 전부터 시작되었으며, 지속적인 연구와 발전으로 이온 교환막의 응용 범위가 꾸준히 확대되고 있다. 최근 10 년 동안에는 이온교환막의 응용이 광범위하게 넓어졌 다. 탈염 공정뿐만 아니라 재생에너지 및 에너지 변환 ⋅저장 기술, 예를 들면 광전해 셀, 수전해, 연료전지, 그리고 배터리에도 응용이 되고 있다[1,2]. 이러한 전기 화학 기술들은 주로 이온교환막을 전해질로 사용하며, 이온교환막의 주요 역할로는 선택적으로 이온 전하 수 송체를 통과시키고, 양극과 음극 간의 반응 물질 또는 생성물을 분리한다. 그리고 전극 반응에 대한 통제된 환경을 제공한다. 이러한 이온교환막에는 크게 양이온 교환막과 음이온교환막이 있다. 양이온교환막의 경우, 음전하를 고정 작용기를 가지고 있고 양이온을 선택적 으로 투과시킨다. 반대로 음이온교환막은 양전하가 고 정 작용기이고 음이온을 선택적으로 투과시킨다. 바이 폴라막(bipolar membranes, BPMs)은 이온교환막의 제3 범주로, 1956년에 Frilette에 의해 전기화학 분야에 처음 소개되었으며, 양이온교환막과 음이온교환막이 접합되 어있는 형태의 막이다[3]. 바이폴라막은 초기에는 전기 분해에 적용한 연구가 많은 관심을 받았고, 최근 10년 동안에는 에너지 기술 응용 분야에서도 주목을 받고 있 다[1-3].
바이폴라막은 두 개의 층으로 이루어진 고분자 막으 로, 양이온교환층(cation exchange layer, CEL)과 음이 온교환층(anion exchange layer, AEL)으로 구성되어 있 다. CEL과 AEL 사이의 접촉되는 곳을 인터페이스층 (interface layer, IL) 또는 양극접합층이라고 불리고(Fig. 1), 이것은 전통적인 이온교환막(또는 단극성 이온교환 막, mono-polar ion exchange membrane)과 대조적이다 [1,2,4]. 단극성 이온교환막은 이온을 선택적으로 투과 시키는 막이지만, 바이폴라막은 막을 통해 이온을 선택 적 투과가 발생하지 않게 되어있다. 대신, 바이폴라막의 주요 기능은 물 분해 반응이다. 물 분해 반응은 물이 바이폴라막의 양극접합층에서 프로톤(H+)과 수산화이 온(OH-)으로 분해되는 반응을 말한다. 특히, 바이폴라 막 내에서의 물의 전기 분해는 가스 형성 없이 분해되 는 메커니즘으로 전기화학 공정의 전극에서 발생하는 물 분해와 다른 메커니즘을 가지고 있다. 이는 바이폴 라막을 개념을 이해하는 데 중요한 요소이다[2,5,6].
바이폴라막은 전류가 가해지면 막을 투과한 이온 전 류가 존재할 수 없다. 왜냐하면 바이폴라막의 양층을 모두 통과할 수 있는 양이온과 음이온이 없기 때문이 다. 따라서 바이폴라막에서의 이온 전류는 양극접합층 에서 물의 전기 분해로 생성된 H+ 및 OH− 이온이 각 양이온교환층과 음이온교환층으로 운반되면서 전류가 생성된다. 따라서 바이폴라막과 전극 간의 상대적인 방 향성이 중요하다. H+ 및 OH− 이온이 전극으로의 흐름 을 보장하기 위해서는 양이온교환층은 음극을 향하고 음이온교환층은 양극을 향해야 한다. 그래야만 생성된 H+ 및 OH− 이온이 각각의 층을 통해 운반되고 결과적 으로 바이폴라막 양 옆으로 pH 그라데이션이 형성된다. 이렇게 양이온교환층이 음극을 향하도록 하는 작동 조 건을 reverse bias 조건으로 불린다. 전류의 방향성을 반대로 한 경우에는 양이온교환층이 양극을 향하고 음 이온교환층은 음극을 향하게 된다. 이러한 상태는 forward bias라고 한다. forward bias에서 H+ 및 OH− 이 온은 외부 용액에서 양극접합층으로 이동하여 물로 재 결합되며 산-염기 중화가 이루어진다[7-9]. 그리고 양이 온교환층과 음이온교환층이 접합되어 있기만 해도 물 분해가 발생하지만 물 분해를 촉진시키기 위해 양극접 합층에는 물 분해 촉매를 포함하기도 한다.
바이폴라막의 응용은 주로 환경 측면에서의 이점으 로 인해 관심을 꾸준히 받고 있다. 예를 들어, 화학물질 을 추가하는 대신 바이폴라막을 사용하면 H+/OH− 생 성을 통해 pH를 조절할 수 있고 이 특성을 이용하여 폐수에서 자원 회수를 할 수 있다. 이로 인해 폐기물 방출을 줄이거나 완전히 제거할 수 있다. 따라서 바이 폴라막 기술은 화학 산업에 응용하여 화학물질의 지속 가능한 생산 및 재사용에 중요한 역할을 하고 있다. 이 뿐만 아니라 바이폴라막의 독특한 특성으로 인해 화학 산업, 식품 가공, 환경 보호, 에너지 변환 및 저장 등 여 러 분야에서 매우 다양하게 응용될 수 있고 기술적, 환 경적, 경제적으로 강점이 존재하기 때문에 바이폴라막 개발에 관한 연구의 중요성이 더 커지고 있다[10]. 그러 나 탈염 공정 기술에서 바이폴라막을 사용한 성공 사례 가 있지만 바이폴라막의 기반으로 한 에너지 기술은 아 직 산업 규모로 발전하지 못하고 있다. 이는 에너지 기 술을 위한 최적화가 고려되지 않았으며 주로 실험실 규 모로 제한된 연구가 이루어졌기 때문이다. 따라서 바이 폴라막의 에너지 산업에 적용하기 위해서는 여전히 많 은 연구가 진행되어야 한다. 특히 바이폴라막의 특성 중에서도 양극접합층에서의 빠른 화학적 물 분해, 각 양이온교환층 및 음이온교환층의 높은 전도도 및 운영 전류 밀도하에서의 내구성이 특징이 되어야 한다.
따라서 본 논문에서는 바이폴라막 기술에 대한 종합 적인 이해를 제공하기 위한 핵심 개념 및 물 분해 메커 니즘에 대해 설명하였다. 또한 바이폴라막의 양극접합 층 및 물 분해 촉매 특성에 대한 연구를 조사하였다. 이를 바탕으로 바이폴라막을 기반으로 한 최근 응용되 고 있는 에너지 변환⋅저장 프로세스에 대한 연구도 조 사하였다.
2. 바이폴라막의 물 분해 메커니즘
바이폴라막의 물 분해 속도는 수용액에서의 평범한 물 분해 속도보다 5,000만 배 빠르다는 것이 확인되었 다[11,12]. 이는 양극접합층에서의 물 분해 조건은 자유 물에서 물 분해는 매우 다르다. 이는 각 층의 양전하 및 음전하 고정 작용기가 있고 그 사이의 서로 다른 극 을 가진 양극접합층의 특성에 의해서 물 분해가 발생한 다는 점이 큰 특징이다. Fig. 2는 바이폴라막의 전류-전 압 곡선이다. Fig. 2의 forward bias 조건에서는 막 저항 이 낮고 양극접합층에서 이온이 축적되어 있어 전류가 흐른다. 반대로 Fig. 2 reverse bias에서 바이폴라막은 처음에는 고저항을 나타내다가, 한계 전류 밀도 이후에 전압이 빠르게 증가하는 영역이 나타난다[1,6,7,13]. 이 와 같이 빠른 전류 증가는 양극접합층에서 H+ 및 OH− 이온 생성이 되어 각 이온교환층을 통해 투과되어 빠르게 전류가 증가함을 의미한다. 이는 물 분해가 특정 전압 이상에서만 발생하고, 분해 속도가 양극 정점의 전기장 에 따라 달라진다는 것을 시사한다. 이와 같은 물 분해 메커니즘은 Ramirez 등이 Donan equilibrium 그리고 Nernst-Planck 식을 사용하여 물의 분해 반응을 설명했 다[14].
또한 제2 Wien 효과도 물 분해 메커니즘을 설명하는 데 사용되는 이론 중 하나이다. 제2 Wien 효과는 강한 전기장으로 인해 전해질의 해리 정도와 이온 이동성이 일반적인 조건과 비교해 증가하는 현상을 설명한다. 즉, Ohm의 법칙이 무효가 되고 경계면에서 매우 높은 전 기장 값(106~107 V/m의 범위)을 예측한다[5,6]. 그러나 이론만으로는 양극 막내에서 일어나는 전기화학적 현 상을 완전히 설명할 수 없다는 논쟁이 있었다. 따라서 Simons에 의해 촉매 부위 (B)를 포함하는 reversible protonation−deprotonation 반응을 제시했다. 다음은 역 전이 protonation−deprotonation 반응식으로, 두 단계로 나눠진다[5,15,16].
여기서 BH+는 촉매 부위로 음이온교환층의 고정된 전 하가 있는 그룹을 의미한다. k1;2는 forward 속도 상수 이며, k-1;-2는 backward 속도 상수이다. 약산(AH)의 경우, 양극성 접합에서의 반응은 다음과 같다.
여기서 A−는 막 내의 촉매부분을 나타낸다. 따라서 위 식의 (1-2) 및 (3-4)는 다음과 같이 요약될 수 있다.
이 때, k1은 물 분해 속도 상수이고, k−1 은 물 재결합 속도 상수이다. 단계 (2) 및 (4)는 속도 결정 단계로, 염 기성 그룹은 protonation 단계가 deprotonation 단계보다 훨씬 빠르므로 프로톤화된 형태로 남아 있으며 산성 그 룹은 deprotonation 형태로 남아 있다. 전체 바이폴라막 을 통한 전체 반응은 다음과 같이 재작성될 수 있다.
여기서 MX는 일반 전해질을 나타내며, MOH 및 HX는 각각 해당 염기 및 산을 나타낸다.
따라서 결과적으로 바이폴라막 내의 물 분해는 제2 의 Wien 효과와 protonation−deprotonation 이론에 의 해 분해되는 메커니즘이라는 이론이 제시되었다. 이 이 론에 따르면 낮은 전기장 강도에서는 바이폴라막을 통 해 염화물 이온만 전송된다. 전기장이 증가함에 따라 염화물 이온 흐름이 전류를 유지하려 하지만 결과적으 로 양극접합부에 이온이 고갈되게 된다. 이에 따라 한 계 전류 밀도가 도달하게 되고, 이 값은 바이폴라막의 선택 투과성과 이온 확산 계수에 모두 의존한다. 한계 전류 밀도를 초과하면 고갈된 양극접합층의 저항이 증 가하고, 연이어 접합을 횡단하는 전기장이 증가하여 더 많은 전류를 견딜 수 있도록 H+과 OH- 이온이 생성되 며 물 분해가 이루어진다. 양극접합층 내에서 이탈된 물은 외부 용액에서의 물의 확산 흐름에 의해 보충되 고, 물의 분해는 protonation−deprotonation에 의해 촉 진되며, 제2 Wien 효과와 같이 전기장에 의해 가속화 되지만, 물 재결합 속도는 전기장에 영향을 받지 않는다.
3. 바이폴라막의 구조 및 물 분해 촉매
바이폴라막의 성능을 향상하려면 물 분해 반응을 가 속화해야 한다. 앞에서 언급한 것과 같이 물 분해는 protonation−deprotonation 메커니즘에 의해 각 층의 이 온성 그룹이 직접 물 분해 반응에 관여하여 분해 속도 를 증가시킨다. 고정된 이온성 그룹의 해리상수 pKa에 따라 바이폴라막의 전기적인 전위차가 달라지게 되는 데 pKa가 작아질수록 전위차가 작아진다. 그럴수록 양 극접합층의 전기장이 커지게 되면서 물 분해를 촉진시 킨다. 따라서 양이온교환층에서 페놀, 인산, 또는 카복 실산 그룹과 같이 약산성 이온을 물 분해 촉매로 사용 하고, 음이온교환층의 경우 1차부터 3차 아미노 그룹, 3차 암모늄 그룹, 피리딘 및 이미다졸 그룹과 같은 약 염기성 이온 그룹을 물 분해 촉매로 사용한다[1,4,17]. Fig. 3은 pKa 따른 물 분해 촉매 활성도를 순서대로 나 열하여 정리한 것이다.
그러나 약한 이온성 그룹이 물 분해를 가속하더라도, H+ 및 OH− 이온 생성을 위해 높은 전류 수율을 갖는 바이폴라막이 필요로 한다. 따라서 황산 그룹 및 4차 암모늄 또는 4차 피리디늄 염 그룹과 같은 강한 이온성 그룹이 포함되어야 한다. 강한 이온성 그룹을 포함하는 바이폴라막에서 물 분해 반응을 가속화시키기 위해 일 반적으로 양극접합체에 부가적인 유기 및 무기 촉매를 도입하는 연구가 진행되어 왔다[5,19].
유기 촉매로는 폴리머를 기반으로 한 유기 촉매 연구 가 진행됐다. 그 예로 피리딘, 아민, 카복실기 및 암모 늄 기와 같은 작용기가 포함된 전해질을 이용하여 물 분해 효율을 향상하게 시키는 연구가 이루어졌다. 그 예로, 다량의 아민기를 가지고 있는 PAMAM[20] 및 강한 친수성을 가진 고분자인 PEG, PVA, PVF를 물 분해 촉매로 사용하여 물 분해 성능 비교에 관한 연구 도 진행되어왔다(Fig. 4(a))[21]. 더 나아가 덴드리머 구 조를 가진 Boltorn H30을 물 분해 촉매로 도입하였다. 덴드리머의 경우 구형의 가지가 많은 구조로 되어있어 단위 물질당 촉매 활성화된 그룹의 양이 증가하여 물 분해 효율을 향상시킨 수 있는 구조로써 연구되어 왔다 (Fig. 4 (b))[22]. 그러나 구조와 크기가 상대적으로 크 기 때문에 공간 전하 영역에 위치시키기가 어려울 수 있다. 따라서 이러한 물질의 촉매 활동은 그 크기와 농 도에 의존하게 된다.
무기 촉매로는 금속 화합물이 포함되어있는 산화물, 수산화물(Fe(OH)3, Al(OH)3, Cr(OH)3) 및 염 등이 물 분해 촉매로 많이 사용됐다. 초기에는 금속 이온인 Ca2+ 또는 Mg2+가 전해질로서 존재할 때 전기화학적 시스템에서 물 분해 속도가 급격히 증가한다는 것을 발 견하였다[23]. 특히 단극성 막 표면에 Mg(OH)2와 같은 불용성 금속 수산화물이 표면에 형성하게 되면 H+ 및 OH− 이온의 흐름이 증가한다는 현상에 주목했었다. 그 후에는 금속 염을 물 분해 촉매로 사용하는 것을 제안 하면서 일부 전이 금속 수산화물이 물 분해 촉매 활동 을 증가시킨다는 연구가 진행되었다. 따라서 Fig. 3에 전이 금속 수산화의 이온성 그룹 시리즈를 확장될 수 있었다. 복합화합물로는 금속-유기 프레임워크(MOFs) 로 이는 금속 이온과 연결된 유기 리간드로 이루어진 화합물이다[9]. 따라서 MOFs는 중심의 무기 촉매 그룹 (금속 그룹)과 리간드의 유기 촉매 그룹(아민 그룹) 두 가지 다른 촉매 부위를 활용할 수 있다. 게다가 MOFs 의 조화된 구조는 금속 이온 손실을 지연시키기 때문에 안정적이다(Fig. 4(c))[24]. 최근에 제안된 촉매 물질 중 에서는 그래핀/탄소 기반 물질이 가장 큰 관심을 받고 있다[18,25,26]. 그래핀 옥사이드를 접합체층에 도입하 여 물 분해 성능을 비교했을 때 바이폴라막의 과전압을 75% 감소시킨다는 것을 확인하였다. 또한 그래핀 옥사 이드 필름의 증착 조건이 물 분해 활동에 영향을 미치 며, 이는 막 성능을 조절할 수 있다는 것을 발견했다. 그래핀 옥사이드에 인산 및 4차 암모늄 그룹을 도입하 여 높은 선택성과 낮은 운전 전압을 동시에 갖는 물 분 해 촉매에 관한 연구도 이루어졌다(Fig. 4(d))[27].
탄소 나노튜브와 철 이온을 결합시켜 물 분해 촉매를 제조하는 연구도 진행되었다. 튜브를 기능화함으로써 철이 튜브 표면의 이온성 그룹과 결합되어 철 누출을 줄일 수 있다(Fig. 4(e))[26]. 이밖에도 이온성 액체[28] 및 실리카[29]와 같은 유⋅무기 소재를 이용한 물 분해 촉매에 대한 연구가 되어 왔다. 이렇게 개발된 물 분해 촉매들은 일반적으로 용매에 용해 및 분산시켜 솔루션 을 제조하고 그 후에 양이온교환층 또는 음이온교환층 에 주사되거나, 이온교환 고분자 용액에 혼합하여 솔루 션을 제조하여 캐스팅하는 구조로 제조된다. 따라서 다 양한 소재와 구조로 개발되는 촉매에 따라 바이폴라막 의 양극접합층의 구조가 1D에서 3D까지 구조변화가 이루어질 수 있다[16,30,31]. 결과적으로 촉매는 물 분해 중에 전압을 낮추는 데 중요한 역할을 한다. 실제로 최 근 연구에 따르면 촉매의 역할이 물 분해 중에 전기장 증폭보다 더 중요한 요소 중 하나라는 것을 알 수 있다. 따라서 물 분해 촉매는 앞으로 해결해 나가야 하는 물 분해 효율 증가 및 내구성에 큰 영향을 주기 때문에 바 이폴라막의 주요 핵심 연구주제라고 할 수 있다. 이는 물 분해 촉매연구로 국한된 것이 아니라 바이폴라막의 양극접합층의 다양한 구조 및 제조방법과도 연결되어 지속적이고 심도 있는 연구가 필요한 부분이다.
4. 바이폴라막의 에너지 기술 응용
바이폴라막을 가장 큰 특징은 산과 염기를 생성하는 막으로써 다양한 응용분야에서 사용되고 있다. 최근에 는 BMED 공정뿐만 아니라 에너지 저장 및 전환, 에너 지 재생 및 회수 그리고 환경 보호에 이르기까지 다양 한 목적을 위해 바이폴라막이 응용되고 있다[1,15,28, 32,33].
바이폴라막의 응용은 크게 자원생산 및 재활용과 에 너지 변환 및 저장으로 나눌 수 있다. 자원생산 및 재 활용은 꾸준하게 발전되어 왔다. 그 예로는 산-염기 생 산 및 회수, 암모니아 생산 및 회수 등이 있다. 또한 폐 수와 슬러지 처리를 통해 자원을 재활용하거나 폐기물 처리에 용이하게 응용되고 있다. 이렇게 자원 생산 및 재활용은 바이폴라 막의 주요 공정 중 하나는 바이폴라 막 전기 투석(bipolar membrane elecetro-dialysis, BMED) 공정에 적용하여 연구되고 있다. 가장 많이 응용되었던 BMED 공정의 경우, NaCl, Na2SO4와 같은 염으로부터 무기 산 및 염기를 생산하는 것이다[33-37]. 최근에는 BMED 공정이 수산화리튬 회수에 관한 연구에 응용되 고 있다. 현재 전 세계적으로 리튬이차전지를 포함한 스마트폰 및 전자기기의 사용이 급증하면서 리튬이차 전기의 생산량이 증가되고 그로 인해 폐리튬이차전지 도 매년 증가하고 있다. 폐리튬전지에서 발생하게 되는 폐황산리튬을 BMED 공정을 이용하여 리튬을 다시 회 수하고 수산화리튬으로 제조하여 이차전지 원료로 재 사용하는 프로세스에 활발하게 응용되고 있다(Fig. 5). 지금까지 BMED 공정이 많은 연구가 되어 왔지만 처리 해야할 처리수에 따라 공정 조건이 바뀌기 때문에 각각 의 공정 조건에 최적화된 막배치와 셀 구동 등에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 또한 단일 공정이 아닌 전기투석이나 역삼투 여과공정과 결합한 결합 공 정에 대한 연구도 여전히 진행 중이다[34].
최근에는 환경보호 측면에서 바이폴라막을 응용하여 전기화학적 CO2 감소에 대한 연구도 이루어지고 있다. 그 예로 바이폴라막을 사용하고 양이온교환층의 촉매 로는 은 촉매 그리고 음이온교환층의 촉매로는 니켈 철 을 사용하여 두 촉매 모두에게 유리한 환경을 제공하고 탄산수소 및 KOH를 효과적으로 사용하여 Nafion에 pt 촉매를 사용하였을 때보다 낮은 셀 전압을 얻을 수 있 었다. 따라서 pt 촉매, 전극 및 단극성 막을 전형적으로 사용하는 것과 비교하였을 때보다 전체 셀 전압을 1 V 이상 낮춤과 동시에 음극에서 오염을 감소시키고 안정 성을 향상시킬 수 있었다(Fig. 6)[38]. 뿐만 아니라 SO2 가스 캡쳐 공정에도 바이폴라막을 적용한 연구도 진행 되었다.
요즘 많은 연구가 이루어지고 있는 수전해 및 연료전 지에도 바이폴라막을 적용한 연구가 진행되고 있다 [28,39-42]. 바이폴라막 수전해는 단극성막 수전해에 비 해 다양한 이점을 가지고 있다. 예를 들어 수분해에 필 요한 총 전위가 감소하고 광범위한 pH 작동 범위에서 HER 및 OER에 대한 다양한 촉매 선택이 가능하다. 그 러나 수전해용 바이폴라막의 개발은 아직 초기 단계에 있다[39]. 왜냐하면 바이폴라막의 실제 수분해 전압이 여전히 1 V보다 높기 때문이다. 이는 양극접합층에서 의 과전위에 의한 것으로 보여지고 있다. 따라서 많은 연구가 양이온 교환층과 음이온 교환층 간의 안정성에 중점을 두고 있다.
이밖에도 바이폴라막을 레독스 흐름전지에 적용하여 기존의 수용성 레독스 흐름 전지의 단점을 보완하는 연 구가 진행되었다(Fig. 8). 기존의 수용성 레독스 흐름전 지는 낮은 셀 전위를 갖는다는 것이 단점인데 바이폴라 막을 적용함으로써 pH 차이에서 발생하는 전위를 추가 하여 약 0.7 V를 향상시켜 1.6 V 전압을 생성하여 그 단점을 극복하였다. 충방전을 통해 물 분해와 산-염기 중화 반응이 결합되어 작동방식이다[43].
이와 같이 바이폴라막의 독특한 특성 때문에 설명되지 않은 수전해, 연료전지 및 전기화학적 광구동 셀에도 적용이 되고 있다. 현재 바이폴라막의 응용은 과거의 산-염기 생산에 국한되어 있지 않고 다양하게 적용되고 있다. 하지만 아직까지는 에너지 기술분야에 적용된 연 구를 대부분 소수의 분야 및 실험실 규모에서 초기 개 발 단계에 있다.
그래서 바이폴라막의 적용이 어떻게 작용하는지에 대한 각각의 공정에 대한 메커니즘에 대한 통찰력도 아 직까지는 미미한 실정이다. 그러나 바이폴라막의 장점 을 에너지 기술 공정에 적용한 연구는 잠재적인 영향을 가지고 있다. 따라서 새로운 응용 프로그램을 촉진할 수 있는 혁신적인 막을 개발하기 위해서는 여전히 추가 적인 연구가 필요하다. 특히 다음 세대의 바이폴라막에 는 고전류 밀도에서의 기계적 안정성, 열적 안정성, 선 택도, 및 알칼리 조건에서의 화학적 안정성에 대한 연 구도 같이 진행이 되어야 한다.
5. 결 론
본 논문에서는 바이폴라막에 대한 기본적인 개념 및 물 분해 메카니즘에 대해 서술하였고 물 분해 효율을 증가시키기 위한 물 분해 촉매 연구도 포함하고 있다. 또한 산-염기 생성에 국한되어 있는 바이폴라막의 공정 기술뿐만 아니라 새로운 환경 친화적인 공정에 응용되 는 바이폴라막의 프로세스에 대해 설명하였다. 결론적 으로 여전히 바이폴라막의 연구가 작은 규모로 진행되 고 있고 이를 실제 산업에 적용하기 위해서는 물 분해 촉매 연구를 기반으로 한 기계적, 화학적 및 열 안정성 에 대한 연구가 같이 진행되어야만 그 적용 프로세스를 확대시킬 수 있다.
