KR100365095B1 - 해수가스(ｓｗｇ) 발생장치 및 그 장치를 사용하여 얻어진가연성 가스 - Google Patents

해수가스(ｓｗｇ) 발생장치 및 그 장치를 사용하여 얻어진가연성 가스 Download PDF

Info

Publication number
KR100365095B1
KR100365095B1 KR1020000001311A KR20000001311A KR100365095B1 KR 100365095 B1 KR100365095 B1 KR 100365095B1 KR 1020000001311 A KR1020000001311 A KR 1020000001311A KR 20000001311 A KR20000001311 A KR 20000001311A KR 100365095 B1 KR100365095 B1 KR 100365095B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
electrode
seawater
swg
generator
Prior art date
Application number
KR1020000001311A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20000076459A (ko
Inventor
박병순
Original Assignee
신완철
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신완철 filed Critical 신완철
Priority to KR1020000001311A priority Critical patent/KR100365095B1/ko
Priority to AU47844/00A priority patent/AU4784400A/en
Priority to PCT/KR2000/000470 priority patent/WO2000069681A2/en
Priority to CN00808507A priority patent/CN1353747A/zh
Publication of KR20000076459A publication Critical patent/KR20000076459A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100365095B1 publication Critical patent/KR100365095B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/055—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material
    • C25B11/057—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material consisting of a single element or compound
    • C25B11/061—Metal or alloy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/055—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material
    • C25B11/057—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material consisting of a single element or compound
    • C25B11/065—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/38—Applying an electric field or inclusion of electrodes in the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/56—Specific details of the apparatus for preparation or upgrading of a fuel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

본 발명은 해수가스(SWG : SeaWater Gas) 발생장치 및 그 장치를 사용하여 얻어진 가연성 가스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해수를 전기분해하여 가연성 가스를 얻는 장치 및 그 장치를 사용하여 얻어진 가연성 가스에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치에 의하면, (+)전극과 (-)전극 중, 한 전극은 탄소재질의 전극을 다른 한 전극은 금속 재질의 전극을 사용하여 해수를 전기분해함으로써 점화시 폭발성이 없고, 약 -76℃의 온도 및 약 16Kg/cm2의 압력하에 액화가 이루어져 포집 후 액화처리가 간단한 특정 조성의 가연성 가스를 제공할 수 있다.

Description

해수가스(ＳＷＧ) 발생장치 및 그 장치를 사용하여 얻어진 가연성 가스{An apparatus for producing seawater gas and flammable gas products obtained by using the same}
본 발명은 해수가스(SWG) 발생장치 및 그 장치로부터 얻어진 가연성 가스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해수를 전기분해하여 가연성 가스를 얻는 장치 및 그 장치로부터 얻어진 가연성 가스에 관한 것이다.
지구상 최대의 자원이라 하면 해수를 그 으뜸으로 생각할 수 있다. 이는 바다가 지구 전표면적의 71%를 차지하고 있으며, 60여가지 풍부한 원소를 가진 엄청난 보고라 할 수 있기 때문이다.
이러한 해수를 자원으로서 활용한 경우를 살펴보면, 해수를 전기분해하여 염소, 차아염소산염 또는 차아염소산나트륨 등을 얻는 방법 또는 이 방법에 사용되는 장치와 관련된 발명 ; 혹은 해수를 전기분해하여 수소나 산소를 얻는 방법 또는 그의 장치에 관한 발명 등이 알려져 있으나, 에너지원으로서 활용되지는 못했다.
이에 반하여, 국내 실용신안 공고 1985-1413 공보에서는 내저부에 (+), (-) 탄소전극봉이 설치된 전기분해조를 포함하는 해수를 이용한 가연성 가스 생성장치를 개시하고 있다.
그러나, 이 장치에 의해 얻어지는 가스 조성을 살펴보면, 소량의 수증기와 70∼80%의 수소와 나머지 산소가스로 조성되어, 기체중 수소와 산소를 분리할 수 없을 뿐만 아니라, 점화시 수소와 산소와의 폭발적 반응에 의해 물이 생성되어 실질적으로 가연성 물질로 사용하는 것이 거의 불가능하였다.
이에, 국내 특허공개 1991-12338호 공보에서는 상기한 고안의 장치를 이용하여 탄소전극봉에 인가되는 전압을 조정함으로써 얻어지는 수소 34.7%, 이산화탄소 5.1%, 산소 15%, 아르곤 15% 및 질소 30.2%로 조성된 해수가스(SWG)를 개시하고 있으며, 연소시험결과 점화시의 수소와 산소와의 폭발적 반응에 의한 물의 생성에 따른 문제점이 해소되고, kg당 약 13,000kcal을 나타냄을 확인하고 있어 가연성 물질로서 사용가능함을 시사하였다.
이에, 본 발명자는 해수가스(SWG)의 조성에서 산소와 이산화탄소의 함량을 더 낮출 수 있는 해수의 전기분해 조건을 찾아내기 위하여 예의 연구하여 왔으며, 인가되는 전압 조절에 의해서 해수가스(SWG)의 조성을 변화시키는 데는 한계가 있음을 확인하고, (+)전극 또는 (-)전극의 탄소전극을 금속재질의 전극으로 대체함으로써 전혀 다른 조성의 해수가스(SWG)가 얻어짐을 발견하였다. 이러한 발견을 기초로 하여 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 해수의 전기분해에 사용되는 해수가스(SWG) 발생장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기한 장치에 의해 얻어진 특정 조성의 가연성 가스를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기한 목적들 및 다른 목적들은 하기의 발명의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 해수가스(SWG) 발생장치를 보여주는 개략적인 모식도로서, (-)전극이 탄소봉의 형태로 구성된 예이다.
도 2는 본 발명에 따른 다른 해수가스(SWG) 발생장치를 보여주는 개략적인 모식도로서, (-)전극을 내통의 밑바닥에 탄소재질의 괴를 깔아 구성한 예이다.
도 3은 본 발명에 따른 해수가스(SWG) 발생장치를 보여주는 개략적인 모식도로서, (+)전극을 탄소전해질 수용액으로 하여 구성한 예이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
1 ... 전기분해조 2 ... 전원 장치
3 ... 가스 저장탱크 4 ... 액화가스 저장탱크
5 ... 배기관 10 ... 절연체
11 ... 전기분해조의 외통 12 ... 전기분해조의 내통
13 ... (+)전극 13' ... (-)전극
14 ... 해수 유입구 15 ... 해수 배수구
16 ... 책크 밸브 S ... 발생된 가스 포집공간
W ... 해수
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 해수가스(SWG) 발생장치는 (+)전극과 (-)전극 중, 한 전극은 탄소 재질의 전극을, 다른 한 전극은 금속 재질의 전극을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 금속 재질의 전극은 그 종류가 한정되는 바가 없이, 당업자가 적의 하게 선정하여 사용할 수 있지만, 구체적인 종류를 예시하면 오스테나이트계 써스 재질, 구리 재질, 철제 등이 있다.
상기 금속재질 중 써스(SUS) 재질은 스테인레스 재질의 다른 통용되는 명칭으로서, 본 발명에서는 이러한 써스 재질 중 오스테나이트계 써스 재질을 사용할 수 있다. 오스테나이트계 써스 재질은 기본 조성으로서 철을 주성분으로 하여, 탄소(C) 0.15% 이하, 규소(Si) 1.7% 이하, 망간(Mn) 3.0% 이하, 인(P) 0.045% 이하, 황(S) 0.03% 이하, 니켈(Ni) 6.0∼15.0%, 크롬(Cr) 15∼20%가 첨가되어 합금된 것으로, 시판되고 있는 오스테나이트계 써스 재질을 제한없이 사용할 수 있다. 구체적으로, SUS301, SUS304계열, SUS305, SUS316계열, SUS317, SUS321 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 해수의 분해반응 속도면에서는, 철을 주성분으로 하여 탄소(C) 0.08% 이하, 규소(Si) 1.0% 이하, 망간(Mn) 2.0% 이하, 인(P) 0.045% 이하, 황(S) 0.03% 이하, 니켈(Ni) 8.0∼10.5%, 크롬(Cr) 18∼20%가 첨가되어 합금된 SUS304를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 또, 이러한 기본 조성에, 발생되는 해수가스(SWG)의 조성을 크게 변화시키지 않는 범위내에서, 미량의 다른 금속성분들을 부가하여 합금한 것들도 본 발명에서 전극으로 사용할 수 있다.
또한, 철제는 상기한 오스테나이트계 써스 재질 이외에 모든 시판되고 있는 철제품을 말하는 것으로, 예를 들면 형강, 복강, 철근 등의 조강류, 중후판, 열연박판, 전기강판 등의 판재류, 무계목강판, 용접강판 등의 강판류 등이 있다.
구리 재질 또한 시판되고 있는 모든 구리제품을 말하는 것으로, 동, 황동, 인청동, 양백(Nickel selver), 크롬동, 베리움동 등이 있다.
본 발명에 따른 해수가스(SWG) 발생장치는 전극을 탄소재질에서 금속재질로 대체한 것을 제외하고는 국내 특허공개 1991-12338호 공보에 개시된 장치의 구성을 기본 구성으로 하고 있다.
즉, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 해수가스(SWG) 발생장치의 구성을 보다 상세하게 설명하면,
외통과 내통사이의 절연체(10);
내산재질로 구성된 외통(11);
니켈도금판 또는 티타늄판을 사용한 내통(12);
외부의 전원장치(2)의 (+)극에 전기적으로 접속된 (+)전극(13);
외부의 전원장치(2)의 (-)극에 전기적으로 접속된 (-)전극(13');
내부상측벽에 형성된 해수 유입구(14);
내부하측벽에 형성된 해수 배출구(15);
내부상측의 가스 포집공간(S); 및
포집된 가스를 일정 압력이상에서 외부의 가스 저장탱크(3)로 배출하기 위한 책크밸브(16)
를 포함하는 전기분해조(1),
상기 전기분해조(1)에 전원을 공급하기 위하여, 상기한 (+)(-)의 양전극(13, 13')에 전기적으로 접속된 전원장치(2),
상기 전기분해조(1)의 책크밸브(16)를 통해 배출된 가스를 저장하는 가스 저장탱크(3),
상기 가스 저장탱크(3)에 저장된 가스를 액화처리하여 저장하는 액화가스 저장탱크(4), 및
상기 가스 저장탱크(3)와 액화가스 저장탱크(4)를 연결하는 배기관(5)을 포함하는 해수가스(SWG) 발생장치에 있어서, 상기 (+)전극(13)과 (-)전극(13') 중, 한 전극은 탄소재질의 전극이고, 다른 한 전극은 금속재질의 전극임을 특징으로 한다.
본 발명의 해수가스(SWG) 발생장치에서 전기분해조(1)의 외통(11)은 내산재질로 원형 또는 직삭각형으로 구성할 수 있고, 내통(12)은 니켈도금판 또는 티타늄판으로 원형 또는 직사각형으로 구성할 수 있다.
또, 탄소재질의 전극을 탄소봉의 형태로 내통(12)의 내측벽에 설치될 수도 있고(도 1 참조), 경우에 따라서는 내통(12)의 밑바닥에 탄소재질의 괴를 깔아 외부의 전원장치의 (-)극 또는 (+)극에 전기적으로 접속시킴으로써 구성할 수도 있는데(도 2 참조), 본 출원인은 도 2에 도시한 장치를 사용하여 실험한 결과 수소 함량 약 90∼95%, 질소함량 약 5∼8%의 성분을 가진 가연성 가스를 얻을 수 있었다. 또한, 탄소분말을 바닷물에 녹인 용액을 내통(12)에 넣고, 내통(12)을 전원장치(2)의 (-)극 또는 (+)극에 전기적으로 접속시킴으로써 구성할 수도 있다.(도 3 참조). 탄소봉의 형태로 (-)전극(13') 또는 (+)전극(13)을 형성하는 경우, 생산하고자 하는 해수가스(SWG)의 양에 따라 다수개의 탄소전극봉을 설치할 수 있다.
또한, 금속재질의 전극은 전기분해조(1)의 내측벽에 착탈가능하게 부착될 수도 있고, 내통(12)을 전극으로 사용할 수 있다. 또한, 도 1에서는 하나의 금속봉을 도시하였지만, 생산하고자 하는 해수가스(SWG)의 양에 따라 다수개의 금속봉을 설치할 수도 있다. 또, 본 발명에서와 같이 (+)전극(13) 또는 (-)전극(13')으로서 금속봉을 사용함으로써, 국내 실용신안 공고 1985-1413호 공보에 개시된 장치에서와 같이 (+)전극과 (-)전극을 모두 탄소전극봉을 사용하는 경우와 다른 조성의 해수가스(SWG)가 얻어지는 것으로 보아, 금속봉을 구성하는 금속성분들이 양극에서 진행되는 해수의 전기분해에 촉매작용을 하는 것으로 추정된다. 즉, 해수를 조성하는 성분들이 다양하기 때문에 해수의 전기분해는 실제 다양한 분해반응이 진행될 것이며, 이들 중 어떤 A 반응은 금속봉의 어떤 a 금속성분에 의해 촉매작용을 받을 것이고, 다른 B 반응은 다른 b 금속성분에 의해 촉매작용을 받을 것이며, 또다른 C 반응은 어떤 촉매작용도 받지 않을 것이므로 얻어지는 해수가스(SWG)의 조성이 달라지는 것으로 추정된다. 따라서, (+)전극(13) 또는 (-)전극(13')으로서, 금속재질을 사용하는 것은 본 발명의 범위내로 해석할 수 있음을 주지하는 바이다.
또한, 본 발명의 해수가스(SWG) 발생장치에 있어서, 전기분해조(1)에 전원을 공급하기 위하여 (+)(-)의 양전극(13, 13')에 전기적으로 접속된 전원장치(2)로는, 기지의 전기, 즉, 원자력 발전, 수력 발전, 화력 발전, 자력 발전, 태양전지 또는밧데리로부터 공급된 전기를 사용할 수 있다. 또는 초전도체로 이루어진 초전도 정류기와, 초전도체로 이루어진 전류 전압 장치로 구성되는 전원장치(2)를 사용할 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 해수가스(SWG) 발생장치로 해수를 전기분해하여 가연성 가스를 얻는 과정을 구체적으로 설명한다.
먼저 해수 유입구(14)를 통하여 전기분해조(1)에 소정양의 해수(W)를 공급한다. 이때, 전기분해조(1)에 채워진 해수(W) 부분을 제외한 전기분해조(1) 내부의 공간이 해수(W)의 전기분해를 통하여 발생되는 가연성 가스가 포집될 수 있는 가스 포집공간(S)으로 활용된다.
다음으로 전원장치(2)로부터 전류전기가 정류되어 전기분해조(1)의 내부에 설치된 (+)(-)의 양전극(13, 13')에 1∼30V의 일정한 전압이 인가됨으로써 해수는 전기분해된다. 이때, 전류는 전기분해의 속도에 따라 변화하게 되고, 전기분해조(1)의 내부 온도는 50∼70℃, 바람직하게는 약 50℃로 유지하는 것이 좋다.
발생된 해수가스(SWG)는 전기분해조(1)의 내부상측의 가스 포집공간(S)에 포집되며, 일정 압력 이상에서 책크밸브(16)를 통하여 외부의 가스 저장탱크(3)로 배출되고, 다시 배기관(5)을 통하여 액화가스 저장탱크(4)로 배출되어 액화처리되어 압축저장된다.
본 발명에 따른 해수가스(SWG) 발생장치를 통해 얻어지는 해수가스(SWG)를 분석한 결과는 하기 표 1과 같다.
(+)전극 (-)전극 가스성분
H2 O2+Ar N2
오스테나이트계 써스 재질 탄소 74.5% 5.39% 19.2%
탄소 오스테나이트계 써스 재질 74.5% 5.39% 19.2%
구리 탄소 43.5% 9.7% 47.0%
철 탄소 44.0% 12.4% 43.0%
탄소 탄소 73.8% 5.0% 18.0%
분석환경·분석기기 : GC TCD 방법·분석실온도 : 12℃·GC 컬럼 : Molecular sieve 5A, 1/8", 12ft·가스 : 헬륨·분석오차 : ±2%
상기한 조성은 본 발명의 해수가스(SWG) 발생장치를 사용하여 얻은 것으로, 추가로 여과공정을 통하여 해수가스(SWG)의 조성비(%)를 다소 변경할 수는 있지만, 특정한 효과를 목적하는 경우를 제외하고는, 변경된 조성비를 갖는 가연성 해수가스(SWG) 역시 본 발명의 범위로 해석할 수 있음은 주지하는 바이다.
또한, 본 발명에 의해 제공되는 해수가스(SWG){(+)전극이 오스테나이트계 써스 재질}에 대해 액화시험을 수행한 결과에 따르면{시험자 : 주식회사 일신랩의 김재용}, 본 발명의 해수가스(SWG)는 약 -76℃의 온도, 약 16kg/cm2의 압력하에서 액화가 진행된다. 액화시험 결과를 하기 표 2와 표 3에서 정리하였다.
-130℃, 7kg/cm2에서 충진후, 온도 상승
온도(℃) 압력(kg/cm2) 온도(℃) 압력(kg/cm2)
-130 7.0 -80 4.0
-120 7.2 -76 3.2
-110 7.8 -75 2.5
-100 8.0 -74 2.4
-90 7.9 -68 2.5
-85 7.2 -60 3.0
표 2의 결과에서, 온도가 상승하면서 압력이 상승하다 -76℃ 부근에서 압력이 급격이 하강함을 확인할 수 있었다. 이 외에 일부 액화가 진행되는 것은 충진량 부족으로 판단된다.
-76℃에서 가스 충진
충진회수 압력(kg/cm2) 충진회수 압력(kg/cm2)
시작 5.1 11 12.0
1 6.8 12 12.5
2 7.2 13 13.0
3 8.0 14 13.5
4 8.0 15 14.0
5 9.0 16 14.5
6 9.7 17 15.0
7 10.0 18 15.5
8 10.5 19 16.0
9 11.0 20 16.0
10 11.5 21 16.0
표 3의 결과에서 -76℃의 온도에서 16kg/cm2의 압력에서 액화가 진행되는 것으로 확인되었다.
또한, 본 발명에 의해 제공되는 해수가스(SWG)와, LPG 및 LNG를 연소시험을 한 결과를 표 4에서 정리하였다. 실험방법은 물 500㎖를 각 연료를 연소시켜 상수온에서 ΔT=50℃까지 수온을 올려 각 수지를 기록하였다.(열손실이 없는 경우 : 500㎖×50℃=25,000cal)
연료명 연료량(㎖) ΔT(℃) 적산유량(cc) 연소시간(초) 시간당소모량(cc/초) 1℃상승시 소모량(cc/℃)
SWG 500 50 7,730 464 16.85 154.6
LPG 500 50 5,680 668 8.50 113.6
LNG 500 50 8,720 793 10.99 174.4
해수가스(SWG)를 연소시험한 결과, 점화시 폭발반응이 발생하지 않았으며, 물의 생성도 관찰되지 않았다. 본 발명에 의해 제공되는 해수가스(SWG)는 기존의 LNG에 비해 가스소모량이 현저히 적으며, 연소시간도 단축되기 때문에, 에너지용으로 도입되는 원유, 가스 등을 대체할 수 있는 대체에너지로 사용할 수 있다.
한편, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안 된다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해서 나타내는 것으로서, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.
본 발명에 따른 장치 및 방법에 의하면, 내부에 탄소재질의 물질을 포함하는 전기분해조에서 금속 재질의 전극을 (-)극 또는 (+)극으로 사용하여 해수를 전기분해함으로써 점화시 폭발성이 없고, 약 -76℃의 온도 및 약 16kg/cm2의 압력하에 액화가 이루어져 포집 후 액화처리가 간단한 특정 조성의 가연성 가스를 제공할 수 있다.

Claims (13)

  1. 해수의 전기분해에 사용되는 해수가스(SWG) 발생장치로서,
    외통과 내통사이의 절연체(10);
    내산재질로 구성된 외통(11);
    니켈도금판 또는 티타늄판을 사용한 내통(12);
    외부의 전원장치(2)의 (+)극에 전기적으로 접속된 (+)전극(13);
    외부의 전원장치(2)의 (-)극에 전기적으로 접속된 (-)전극(13');
    내부상측벽에 형성된 해수 유입구(14);
    내부하측벽에 형성된 해수 배출구(15);
    내부상츠의 가스 포집공간(S); 및
    포집된 가스를 일정 압력이상에서 외부의 가스 저장탱크(3)로 배출하기 위한 책크밸브(16)
    를 포함하는 전기분해조(1),
    상기 전기분해조(1)에 전원을 공급하기 위하여, 상기한 (+)(-)의 양전극(13, 13')에 전기적으로 접속된 전원장치(2),
    상기 전기분해조(1)의 책크밸브(16)를 통해 배출된 가스를 저장하는 가스 저장탱크(3),
    상기 가스 저장탱크(3)에 저장된 가스를 액화처리하여 저장하는 액화가스 저장탱크(4), 및
    상기 가스 저장탱크(3)와 액화가스 저장탱크(4)를 연결하는 배기관(5)을 포함하는 해수가스(SWG) 발생장치에 있어서,
    상기 (+)전극(13)과 (-)전극(13') 중, 한 전극은 탄소재질의 전극이고, 다른 한 전극은 금속재질의 전극임을 특징으로 하는 해수가스(SWG) 발생장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기한 금속 재질의 전극은 오스테아니트계 써스 재질임을 특징으로 하는 해수가스(SWG) 발생장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기한 오스테나이트계 써스 재질은 기본 조성으로 철을 주성분으로 하여, 탄소(C) 0.15% 이하, 규소(Si) 1.7% 이하, 망간(Mn) 3.0% 이하, 인(P) 0.045% 이하, 황(S) 0.03% 이하, 니켈(Ni) 6.0∼15.0%, 크롬(Cr) 15∼20%가 첨가되어 합금된 것임을 특징으로 하는 해수가스(SWG) 발생장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기한 오스테나이트계 써스 재질은 기본 조성으로서 철을 주성분으로 하여, 탄소(C) 0.08% 이하, 규소(Si) 1.0% 이하, 망간(Mn) 2.0% 이하, 인(P) 0.045% 이하, 황(S) 0.03% 이하, 니켈(Ni) 8.0∼10.5%, 크롬(Cr) 18∼20%가 첨가되어 합금된 것임을 특징으로 하는 해수가스(SWG) 발생장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기한 금속 재질의 전극은 구리재질의 전극임을 특징으로 하는 해수가스(SWG) 발생장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기한 금속 재질의 전극은 철제 전극임을 특징으로 하는 해수가스(SWG) 발생장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기한 탄소재질 전극은 탄소봉의 형태로 상기한 내통의 내측벽에 설치되어 상기한 전원장치의 (-)극 또는 (+)극에 전기적으로 접속되어 구성됨을 특징으로 하는 해수가스(SWG) 발생장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기한 탄소재질 전극은 상기한 내통의 밑바닥에 탄소재질의 괴를 깔아 상기한 전원장치의 (-)극 또는 (+)극에 전기적으로 접속하여 구성됨을 특징으로 하는 해수가스(SWG) 발생장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기한 탄소재질 전극은 상기한 내통안에 탄소분말을 해수에 녹여 용액의 형태로 부가한 후, 내통을 전원장치의 (-)극 또는 (+)극에 전기적으로 접속하여 구성됨을 특징으로 하는 해수가스(SWG) 발생장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기한 전기분해조(1)의 내부 온도는 50∼70℃로 유지되고, 상기한 (+), (-)의 양전극(13, 13')에 상기한 전원장치(2)는 1∼30V의 일정한 전압을 인가하여 해수가 전기분해되도록 하는 것을 특징으로 하는 해수가스(SWG) 발생장치.
  11. 제 1항에 있어서, 상기한 전원장치는 초전도체로 이루어진 초전도 정류기와, 초전도체로 이루어진 전류전압장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 해수가스(SWG) 발생장치.
  12. 제 1항에 따른 해수가스(SWG) 발생장치를 사용하여 얻어진 수소함량이 약 90∼95%, 질소함량 약 5∼8%가 포함된 조성을 갖는 가연성 가스.
  13. 제 1항에 따른 해수가스(SWG) 발생장치를 사용하여 얻어진 H243∼75%, N218∼47%, O2+Ar 5∼13%의 조성을 갖는 가연성 가스.
KR1020000001311A 1999-05-15 2000-01-12 해수가스(ｓｗｇ) 발생장치 및 그 장치를 사용하여 얻어진가연성 가스 KR100365095B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000001311A KR100365095B1 (ko) 1999-05-15 2000-01-12 해수가스(ｓｗｇ) 발생장치 및 그 장치를 사용하여 얻어진가연성 가스
AU47844/00A AU4784400A (en) 1999-05-15 2000-05-15 An apparatus for producing seawater gas and flammable gas products obtained by using the same
PCT/KR2000/000470 WO2000069681A2 (en) 1999-05-15 2000-05-15 An apparatus for producing seawater gas and flammable gas products obtained by using the same
CN00808507A CN1353747A (zh) 1999-05-15 2000-05-15 产生海水气体的装置及使用该装置获得的易燃气体产品

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR19990017470 1999-05-15
KR1019990017470 1999-05-15
KR1020000001311A KR100365095B1 (ko) 1999-05-15 2000-01-12 해수가스(ｓｗｇ) 발생장치 및 그 장치를 사용하여 얻어진가연성 가스

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000076459A KR20000076459A (ko) 2000-12-26
KR100365095B1 true KR100365095B1 (ko) 2002-12-18

Family

ID=26635146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000001311A KR100365095B1 (ko) 1999-05-15 2000-01-12 해수가스(ｓｗｇ) 발생장치 및 그 장치를 사용하여 얻어진가연성 가스

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR100365095B1 (ko)
CN (1) CN1353747A (ko)
AU (1) AU4784400A (ko)
WO (1) WO2000069681A2 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITBA20040027U1 (it) * 2004-10-06 2005-01-06 Enertec Ag (metodo di) realizzazione di piattaforma sommergibile a spinta bloccata da utilizzarsi quale supporto per l'installazione di aerogeneratore , di elettrolizzatore per l'elettrolisi dell'acqua e di altri impianti e/o macchinari , combinata con attivita
BRPI0804578A2 (pt) * 2008-08-01 2011-05-17 Tarcisio Antonio Galvao Bissoli usina termoéletrica, auto-sustentável, que utiliza eletrolisador tipo tanque, para a produção de hidrogênio e oxigênio como combustìvel para alimentação da turbina
CN101956206B (zh) * 2010-09-27 2011-10-12 北京科技大学 一种电解海水制备氢气和氧气的电解设备及其工艺
CN107478702A (zh) * 2017-09-01 2017-12-15 成都凯圣捷科技有限公司 防爆氧化锆Zro2检测器
KR102118313B1 (ko) * 2018-10-30 2020-06-12 한국에너지기술연구원 순산소연소발전과 신재생에너지를 이용한 에너지자립시스템

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55139196A (en) * 1979-04-16 1980-10-30 Hitachi Ltd Stainless steel electrode
US4490232A (en) * 1981-10-29 1984-12-25 The Laitram Corporation Wave-powered electrolysis of water
JPS6063336A (ja) * 1983-09-19 1985-04-11 Daiki Gomme Kogyo Kk 溶液電解の電極用表面活性化非晶質合金
JPH04156241A (ja) * 1990-10-19 1992-05-28 Taisei Corp 水素ガスによる電力貯蔵用海洋構造物
JPH0569186A (ja) * 1991-09-06 1993-03-23 Toshiba Corp ボロン添加ステンレス鋼用溶接棒およびワイヤ

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000076459A (ko) 2000-12-26
WO2000069681A3 (en) 2001-04-26
WO2000069681A2 (en) 2000-11-23
AU4784400A (en) 2000-12-05
CN1353747A (zh) 2002-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ahmed et al. Sustainable hydrogen production: Technological advancements and economic analysis
US9963791B2 (en) Methods for producing combustible gas from the electrolysis of water (HTE) or co-electrolysis with H2O/CO2 in the same chamber, and associated catalytic reactor and system
US10309020B2 (en) Electrolytic cell for the production of ammonia
JP4656449B2 (ja) 水素発生装置
CN107004929B (zh) 储存电能和生产氢气的电化学装置和生产氢气的方法
KR20120059516A (ko) 전기 및 수소 전력의 공동 생성 방법
US10767269B2 (en) Electrolysis device
US6991719B2 (en) Method for producing and transporting hydrogen
CN1290220C (zh) 电化学铝－水储氢、制氢的方法及设备
KR100365095B1 (ko) 해수가스(ｓｗｇ) 발생장치 및 그 장치를 사용하여 얻어진가연성 가스
Bicer et al. Electrochemical modelling of ammonia synthesis in molten salt medium for renewable fuel production using wind power
JP2011506767A (ja) 水素発生装置
CN201560238U (zh) 氢氧气体发生器
Sastri Hydrogen energy research and development in India—an overview
Shaaban Pulsed DC and anode depolarization in water electrolysis for hydrogen generation
US20200308715A1 (en) Method for storing electrical energy in solid matter
KR100594379B1 (ko) 산ㆍ수소 가스 발생장치
CN106283102B (zh) 一种水电解装置及燃气制备系统
Cavaliere Water Electrolysis for Hydrogen Production
Jayachandran et al. Challenges and Opportunities in Green Hydrogen Adoption for Decarbonizing Hard-to-Abate Industries: A Comprehensive Review
JPH03271383A (ja) 水素ガスの製造、備蓄装置
Abe et al. Hydrogen production by high temperature, high pressure water electrolysis. I-Plant development
Rustana et al. The Effect Of Clay Coating On Electrodes In Seawater Electrolysis Process To Produce Environmentally Friendly Hydrogen Energy
Kyriakou et al. In-Situ Exsolution of Metal Nanoparticles in Solid Oxide Cells for Efficient Syngas Generation from Steam and Carbon Dioxide
Hassan Zadeh Sonoelectrochemical production of hydrogen via alkaline water electrolysis

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee