KR100414880B1 - 전기분해를 이용한 산소 및 수소 발생장치 - Google Patents

전기분해를 이용한 산소 및 수소 발생장치 Download PDF

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Abstract

다수의 양극판 및 음극판 사이에 바이폴러 이온교환수지막을 설치하여 적은 전압으로 효과적으로 산소와 수소를 발생시킬 수 있는 전기분해를 이용한 산소 및 수소 발생장치는 하우징, 하우징 내에 설치되어 산소를 발생시키는 다수의 양극판, 양극판과 교대로 설치되어 수소를 발생시키는 다수의 음극판, 및 각각의 양극판 및 음극판 사이에 설치되어 물이 이동하는 통로를 제공하는 이동통로를 포함하는데, 이동통로는 양극판을 향하는 측면이 음이온만을 선택적으로 투과시키고, 음극판을 향하는 측면이 양이온만을 선택적으로 투과시키도록 구성된다. 바람직하게는, 이동통로의 양극판 및 음극판을 향한 측면은 구멍 크기가 미세한 유기질 바이폴러 이온교환수지막이다.
이와 같은 산소 및 수소 발생장치는 바이폴라 이온교환수지막을 이용하여 적은 전위로도 물을 전기분해할 수 있으므로, 산소 및 수소 발생효율을 높일 수 있으며, 또한 그물구조의 전극판을 사용하여 산소 및 수소가스가 용이하게 빠져나가게 할 수 있다.

Description

전기분해를 이용한 산소 및 수소 발생장치{APPARATUS FOR GENERATING OXYGEN AND HYDROGEN GAS USING ELECTROLYSIS}
본 발명은 전기분해를 이용한 산소 및 수소 발생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 양극판 및 음극판 사이에 바이폴러 이온교환수지막을 설치하여 적은 전압으로 효과적으로 산소와 수소를 발생시킬 수 있는 전기분해를 이용한 산소 및 수소 발생장치에 관한 것이다.
환경친화적인 새로운 에너지원들 가운데 수소는 21세기 산업의 동력원으로서 가장 각광받고 있다는 사실은 널리 알려져 있다. 수소가 새로운 청정에너지원으로 가장 각광받고 있는 이유는 수소가 연료전지의 에너지원으로 사용되고, 에너지 생성반응 부산물로 오직 물만이 생성되어지기 때문이다.
수소는 자연계에 물과 같은 화합물 형태로 방대한 양이 존재하고, 언제 어디서나 쉽게 구할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 수소를 운송하는 방법 또한 많이 발전해 있는 실정이다. 이러한 관점에서 볼 때, 수소에너지는 연소시 이산화탄소를 배출하는 탄화수소계 알코올류의 대체에너지와는 분명히 차별된다. 또한, 지역적 계절적 편차가 크고 에너지의 수송이 제한된 지열이라든가 풍력 등과 같은 다른 대체에너지보다도 우수하다.
또한, 수소가스는 기존의 탄화수소계 연료인 가솔린, 등유, 경유 등의 보조연료로서 사용되어 연료절감 효과를 제공할 수도 있다.
수소가스는 또한, 에너지원으로서 뿐만 아니라 화학공업의 중요한 원료로도 많이 사용되어지며 앞으로 그 수요는 늘어날 전망이다. 예를 들면, 일본에서는 공해물질인 산업체에서 나오는 이산화탄소를 분리하여 폐기 처분하는 대신에, 이산화탄소를 수소와 반응시켜 메탄올을 생산하는 이산화탄소의 화학적 고정화기술을 국가적 연구과제로 추진하고 있다.
미래에 심화되어질 유기탄소 자원의 부족을 고려하고 이산화탄소가 환경에 미치는 악영향을 고려할 때, 수소는 유기합성공정의 매력적인 자원이 되고 있다. 그 중에, 포믹산(Formic Acid)은 유기화학 산업의 원천적인 원료들 중의 하나이며, 이의 생산을 위해서 이산화탄소의 수소화 공정에 의한 포믹산 제조공정이 연구되어지고 있다. 이러한 공정에서 수소의 공급은 핵심역할을 수행할 것으로 보인다.
그러나, 수소가스는 다양한 화학공업분야에서 사용될 전망이지만, 수소가스가 가지는 폭발성으로 인해서 수송과 보관에 커다란 어려움이 존재한다. 따라서, 최종 소비지 현장에서 직접 수소를 생산하여 공급하는 수소생산장치에 대한 산업적 요구가 증대하고 있다.
수소가스 생산을 위해서 다양한 방법들이 시도되고 있으나, 현시점까지 알려진 기술에서는 물의 전기분해를 통한 수소생산이 가장 효율적인 것으로 알려져 있다. 따라서, 고기능의 전기분해장치 개발은 충분한 산업적 가치를 가질 것으로 보인다.
또한, 물의 전기분해를 통해서는 수소가스뿐만 아니라 동시에 산소가스가 생산되므로 부가가치는 더욱 높아질 것으로 보인다. 게다가, 이 장치의 개발은 산업자원부에서 고시한 '99년 국산화 대상 핵심자본재 품목 고시' 중의 산소발생기(99-11-0025), 습식 가스 발생기(99-11-0026) 및 산소 발생기 부분품(99-11-0027) 항목에 해당한다.
전기분해에 의해 생산된 산소 및 수소가스 생산장치는 태양열, 풍력, 조력 등의 무공해 에너지원들과 연결되어 사용될 수도 있다.
일반적으로, 물을 전기분해하는 방법은 널리 알려져 있으며, 이를 설명하기 위한 개략적인 도면이 도 1에 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 물의 전기분해 장치(1)는 기본적으로 하우징(2) 내에 분리막(3)으로 분리된 양극챔버(4) 및 음극챔버(5)를 구비한다. 양극챔버(4) 내에는 양극판(6)이 설치되고, 음극챔버(5) 내에는 음극판(7)이 설치된다. 양극판(6)과 음극판(7)은 각각 외부전원의 양극 및 음극에 연결된다. 또한, 양극챔버(4) 내에는 KOH 또는 NaOH 등을 함유하는 염기성 전해질용액이 채워지며, 음극챔버(5) 내에는 마찬가지로 HCl 등을 함유하는 산성 전해질용액이 채워진다.
분리막(3)으로는 무기질 격막(Inorganic Membrane), 석면(Asbestos) 또는 특수 다공성 격막(Special Porous Diaphragm) 등이 사용된다.
종래의 전기분해 장치들에서 산소와 수소가스를 생산하는 전기화학반응 메커니즘은 근본적으로 차이가 없으며 다음과 같은 반응에 의존한다.
양극: 4 OH-- 4 e-→ 2 H20 + 02E = +0.40V
음극: 2 H2O + 2 e-→ 2 OH-+ H2E = -0.83V
위의 반응식에서 보여진 바와 같이, 염기성 전해질용액에서 전기분해가 일어나려면 최소한 1.23V 이상의 표준 전위차가 필요하다. 더구나, 전해질에서의 전위강하, 분리막(3)에서의 전위강하, 전극판(5, 6) 표면에서의 전기저항에 의한 전위강하, 산소와 수소가스의 분압에 의한 영향 등을 고려한다면, 실제 전기분해에 필요한 전위차는 1.23V 보다 훨씬 높다. 또한, 산소와 수소가스의 발생속도는 전극전위에 의존하므로, 산소와 수소가스의 생산량을 원하는 만큼 획득하기 위해서는 추가적인 전위차가 더 가해져야 한다.
종래 기술에서는 전해질에서 전위강하 등에 의해 에너지가 손실되는 것을 방지하기 위해서 가급적 전극 사이의 간격을 좁히는 제로갭 구조를 사용해왔다. 그러나, 제로갭 구조에서는 산소와 수소가 매우 인접한 위치에서 발생되기 때문에, 서로 결합하여 물로 환원되는 비율이 높아지게 된다.
따라서, 물을 전기분해하는데 필요한 전위차를 줄이고, 제로갭 구조에 의한 전기분해의 효율성 저하를 극복하기 위한 신기술에 대한 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 적은 전위차에 의해서도 효율적으로 물을 전기분해하여 산소 및 수소가스를 생성할 수 있는 산소 및 수소 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래 기술에 따른 물의 전기분해장치를 도시하는 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 전기분해를 이용한 산소 및 수소 발생장치를 도시하는 개략도.
도 3은 도 2에 도시된 극판의 한 예를 도시하는 도면.
도 4는 도 2에 도시된 극판의 다른 예를 도시하는 도면.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10..산소 및 수소 발생장치 12..하우징 14..이동통로
18, 18', 18"..양극판 20, 20', 20"..음극판 22..양극챔버
24..음극챔버
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기분해를 이용한 산소 및 수소 발생장치는 하우징, 상기 하우징 내에 설치되어 전원이 공급될 때 전기분해에 의해 산소를 발생시키는 다수의 양극판, 상기 하우징 내에서 상기 양극판과교대로 설치되어 전원이 공급될 때 전기분해에 의해 수소를 발생시키는 다수의 음극판, 및 상기 각각의 양극판 및 음극판 사이에 설치되어 전기분해 대상이 되는 물이 이동하는 통로를 제공하는 이동통로를 포함하는데, 상기 이동통로는 상기 양극판을 향하는 측면이 음이온만을 선택적으로 투과시키고, 상기 음극판을 향하는 측면이 양이온만을 선택적으로 투과시키도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 이동통로의 상기 양극판 및 음극판을 향한 측면은 구멍 크기가 미세한 유기질 바이폴러 이온교환수지막이다.
또한, 상기 양극판 및 상기 음극판은 그물구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 그물구조의 양극판 및 음극판은 상기 이동통로를 따라서 연장된 판 형상을 가질 수 있으며, 또한 상기 이동통로를 따라서 연장된 사각기둥 형상을 가질 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다
도 2는 본 발명에 따른 전기분해를 이용한 산소 및 수소 발생장치의 구성을 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 산소 및 수소 발생장치(10)는 대체로 상기 장치의 전체적인 외형을 구성하는 하우징(12)을 구비한다. 하우징(12) 내에는 각각 하나 이상의 양극판(18)과 음극판(20)이 서로 교대로 배치된다. 도면에는 일례로서 각각 두 개씩의 양극판(18) 및 음극판(20)을 사용하였다. 여기서, 양극판(18)과 음극판(20)은 전원이 공급될 때 각각 산소 및 수소를 발생시키는 역할을 한다.
여기서, 양극판(18)과 음극판(20)은 각각 도선(19, 21)에 의해서 외부전원의 양극 및 음극에 연결된다.
각 극판(18, 20) 사이에는 전기분해 대상이 되는 물이 이동하는 통로를 제공하는 이동통로(14)가 형성된다. 양극판(18)과 음극판(20)이 위치하는 영역은 하우징(12) 내에서 이동통로(14)에 의해서 분리되어 각각 양극챔버(22) 및 음극챔버(24)를 형성한다. 이때, 양극챔버(22)에는 NaOH 또는 KOH 등을 함유한 염기성 전해질용액이 수용되고, 음극챔버(24)에는 HCl 등을 함유한 산성 전해질용액이 수용된다.
전기화학 반응에서 양극판(18)에서는 수산화이온의 산화에 의해 물과 산소가스가 발생한다. 염기성 전해질용액이 수용된 양극챔버(22) 내에 설치된 양극판(18)은 주로 니켈옥사이드 전극이 사용된다. 이때, 양극판(18)의 구조는 니켈옥사이드가 코팅된 금속판의 형태를 가진다.
또한, 전기화학 반응에서 음극판(20)에서는 수소이온의 환원에 의해 수소가스가 발생한다. 음극판(20)은 백금이나 이의 합금 또는 탄소전극 등이 사용될 수 있으며 금속판 형태를 가진다.
이동통로(14)는 양극판(18)을 향하는 측면(15)이 음이온만을 선택적으로 투과시키고, 음극판(20)을 향하는 측면(16)이 양이온만을 선택적으로 투과시킬 수 있도록 구성된다. 바람직하게는, 이동통로(14)의 양극판(18)을 향하는 측면(15)은 음이온 교환수지이고 음극판(20)을 향한 측면(16)은 양이온 교환수지이다. 보다 바람직하게는, 이동통로(14)의 양극판(18) 및 음극판(20)을 향한 측면(15, 16)은 구멍 크기가 미세한 유기질 바이폴러 이온교환수지막이다.
바이폴러 이온교환수지막은 한쪽 면이 양이온 교환특성을 가지고 반대쪽이 음이온 교환특성을 가진다. 양극판(18)과 음극판(20)에 전원이 공급되어 전기분해를 시작하게 되면, 양극챔버(22)에서는 산소가스 발생에 의해 수산화이온이 부족하게 되고 음극챔버(24)에서는 수소가스 발생에 의해 수소이온이 부족하게 된다. 그러면, 전해질의 전기적 중성을 유지하려는 성질에 의해 이동통로(14)에 공급된 물은 수소이온과 수산화이온으로 분리되고, 분리된 수소이온과 수산화이온은 양이온 교환수지막과 음이온 교환수지막을 통해서 음극챔버(24)와 양극챔버(22)로 각각 이동하게 된다. 수소이온과 수산화이온의 이동은 반대 극성을 가지는 음극판(20)과 양극판(18)의 전기적 인력에 의해 이루어진다.
만약 이동통로(14)의 측면(15, 16)에 바이폴러 이온교환수지막 대신 양이온 교환수지와 음이온 교환수지를 사용할 경우에는 분리막을 통한 전위강하가 바이폴러 이온교환수지막의 경우보다 커질 수 있다.
양극챔버(22)와 음극챔버(24)에는 각각 전기분해에 의해서 생성된 산소가스 및 수소가스를 배출하기 위한 배출관(26, 28)이 형성된다. 전기분해에 의해 생성되어 배출관(26, 28)을 통해 배출된 산소 및 수소가스는 외부의 특정한 장소에 수집되어 다른 목적으로 사용되거나 운반되게 된다.
지금까지 본 실시예에서는 두 개씩의 양극판과 음극판을 사용한 것으로 예시하여 설명하였다. 하지만 이에만 국한되는 것은 아니며, 본 발명의 산소 및 수소 발생장치는 하나의 양극판과 하나의 음극판만을 사용할 수도 있고, 또한 세 개 이상의 양극판 및 음극판을 교대로 설치하여 사용할 수도 있음은 물론이다.
도 3은 본 발명의 산소 및 수소 발생장치에 사용된 양극판과 음극판의 다른 변형예를 도시한다. 도 3에 도시된 양극판 또는 음극판(18', 20')은 그물구조로 이루어진다는 특징이 있다.
본 변형예에서 그물구조로 이루어진 양극판 또는 음극판(18', 20')은 이동통로(14)를 따라서 연장된 판 형상을 가지고 있다. 이러한 그물구조는 전극의 표면적이 커지기 때문에 보다 활발한 전기분해를 얻을 수 있으며, 그물구조 사이로 산소 및 수소가스가 빠져나갈 수 있기 때문에 물질전달 능력이 향상된다. 뿐만 아니라, 그물구조의 양극판 또는 음극판(18', 20')은 전극에서의 전류밀도가 감소하기 때문에 전극의 수면 연장에도 도움이 된다.
도 4는 도 3에 도시된 그물구조 양극판 또는 음극판의 또 다른 변형예이다. 도 4의 변형예에 따른 양극판 또는 음극판(18", 20")은 그물구조라는 점에서는 도3의 변형예와 동일하나, 이동통로(14)를 따라서 연장된 사각기둥 형상을 가진다는 점에서 다르다. 이러한 사각기둥 형상의 양극판 또는 음극판(18", 20")은 전극의 표면적이 더욱 넓어진다는 장점이 있다. 또한, 사각기둥 형상의 양극판 및 음극판(18", 20")을 이용할 경우, 양극챔버와 음극챔버를 바둑판 모양으로 배열하여 최소한의 면적으로 다량의 물을 동시에 전기분해하는 구조를 만들 수 있다. 실제로, 도 3에 도시된 판 형상의 극판은 양극챔버와 음극챔버를 한 열로 배치할 때 가장 효과적이며, 도 4에 도시된 사각기둥 형상의 극판은 양극챔버와 음극챔버를 바둑판 모양으로 배치할 때 가장 효과적이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 산소 및 수소 발생장치의 전기분해 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 양극판(18)이 설치된 양극챔버(22) 내에는 NaOH 수용액이 채워지고, 음극판(20)이 설치된 음극챔버(24) 내에는 HCl 수용액이 채워지는 것으로 가정한다. 또한, 이동통로(14) 내로는 전기분해 대상이 되는 물(H2O)이 지속적으로 이동하며, 양극판(18)과 음극판(20)에는 외부전원으로부터 각각 양극 및 음극 전원이 연결된다.
양극판(18)과 음극판(20)에 전원이 연결되면, 이동통로(14) 내의 물은 전기분해되어 OH-이온은 양극판(18)쪽으로, H+이온은 음극판 쪽으로 이동하게 된다. 양극챔버(22) 내로 이동한 OH-이온은 양극판(18)을 통해서 전하를 잃고 산소를 발생시키게 된다. 또한 마찬가지로, 음극챔버(22) 내로 이동한 H+이온은 음극판(20)을 통해서 전하를 얻어 수소를 발생시키게 된다.
이를 보다 자세히 설명하면, 일단 전원이 연결되면 양극판(18)에서는 전기분해 원리에 의해 수용액에 존재하는 OH-이온이 반응하여 산소를 발생시키게 되는데, 이때 부족한 OH-이온은 물의 전기분해에 의해서 생성된 OH-이온에 의해서 채워지게 된다. 마찬가지로 음극판(20)에서는 수용액에 존재하는 H+이온이 반응하여 수소를 발생시키면서 부족한 H+이온이 이동통로(14)에서 물의 전기분해로 생성된 H+이온으로 보충된다.
이때, 양극챔버(22) 내에 존재하는 Na+이온은 극성에 의해서 음극판(20) 쪽으로 이동하게 되지만, 이동통로(14)에 설치된 음이온 투과성 이온교환수지막(15)에 막혀서 양극챔버(22)를 벗어날 수 없다. 마찬가지로, 음극챔버(24) 내에 존재하는 Cl-이온도 극성에 의해 양극판(18) 쪽으로 이동하게 되지만, 양이온 투과성 이온교환수지막(16)에 의해서 음극챔버(24) 내에 잔류하게 된다.
따라서, 양극판(18)과 음극판(20)에서는 OH-이온과 H+이온에 의한 순수한 반응만이 발생하게 되며, 이러한 전기화학 반응 메커니즘이 다음의 반응식 2에 잘 나타나 있다.
양극: 4 OH-- 4 e-→ 2 H2O + O2E = +0.40V
음극: 2 H++ 2 e-→ H2E = 0.00V
위의 반응식에서 보여진 바와 같이, 본 발명의 산소 및 수소 발생장치에서 전기분해가 일어나는 최소한의 전위차는 0.40V이다. 이는 종래의 염기성 전해질을 이용한 전기분해장치에서 필요한 1.23V의 전위차보다 현격하게 낮은 것으로, 전기분해에 필요한 전력량이 대폭 절감됨을 알 수 있다. 이는, 본 발명의 산소 및 수소 발생장치가 바이폴러 이온교환수지막의 특성을 이용하여, 양극챔버(22)에는 염기성 전해질용액을 사용하고 음극챔버(24)에는 산성 전해질용액을 사용하기 때문에 가능하다.
따라서, 산성 전해질을 가지는 음극판(20)에서의 전기화학반응은 수소이온의 환원에 의한 수소가스 발생이 일어나며, 이때의 전극전위는 전기화학 이론에 의해서 0.00V로 정의되어진다.
다공성 분리막을 사용하는 기존의 전기분해 장치에서는 전극과 분리막 사이에 일정한 간격이 유지되어야 한다. 왜냐하면, 전극과 분리막 사이의 간격이 너무 좁은 경우 기포 크기가 작은 수소가스가 다공성 분리막을 통해서 양극챔버로 이동할 수 있기 때문이다. 수소가스가 양극챔버로 이동하게 되면 산소와 수소가스가 혼합하여 산소가스를 오염시키게 된다. 또한 기포로 인해 분리막에서의 전해질 전도도가 저하되어 분리막에서의 전위강하가 증대되며, 이는 전기분해장치의 효율저하를 일으킨다.
이에 반하여, 본 발명에 따른 산소 및 수소 발생장치는 구멍의 크기가 미세한 유기질 바이폴러 이온교환수지막을 사용함으로써, 수소가스가 양극챔버(22)로 이동하는 것을 차단하게 된다. 따라서, 전극간의 간격이 기존의 전기분해장치에 비해 좁혀질 수 있고, 이로 인한 에너지 효율증대가 이루어질 수 있다.
이와 같이 생성된 산소 및 수소가스는 배출관(26, 28)을 통해 외부로 배출되어 특정한 용기에 보관되거나 다른 장소로 수송된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
이상에서 설명된 본 발명에 따른 전기분해를 이용한 산소 및 수소 발생장치는 바이폴라 이온교환수지막을 이용하여 적은 전위로도 물을 전기분해할 수 있으므로, 산소 및 수소 발생효율을 높일 수 있다는 장점이 있다.
또한, 그물구조의 전극판을 사용하여 산소 및 수소가스가 용이하게 빠져나갈 수 있으며, 전극에서의 전류밀도를 감소시켜 전극 수명을 연장할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 하우징,
    상기 하우징 내에 설치되어 전원이 공급될 때 전기분해에 의해 산소를 발생시키는 하나 이상의 양극판,
    상기 하우징 내에서 상기 양극판과 교대로 설치되어 전원이 공급될 때 전기분해에 의해 수소를 발생시키는 하나 이상의 음극판, 및
    상기 각각의 양극판 및 음극판 사이에 설치되어 전기분해 대상이 되는 물이 이동하는 통로를 제공하는 이동통로를 포함하고,
    상기 이동통로는 상기 양극판을 향하는 측면이 음이온만을 선택적으로 투과시키고, 상기 음극판을 향하는 측면이 양이온만을 선택적으로 투과시키고,
    상기 양극판 및 상기 음극판은 상기 이동통로를 따라서 연장된 판 형상을 가지고,
    상기 이동통로에 의해 구획된 상기 양극판을 수용하는 양극챔버와 상기 음극판을 수용하는 음극챔버는 상기 하우징 내에서 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기분해를 이용한 산소 및 수소 발생장치.
  2. 하우징,
    상기 하우징 내에 설치되어 전원이 공급될 때 전기분해에 의해 산소를 발생시키는 하나 이상의 양극판,
    상기 하우징 내에서 상기 양극판과 교대로 설치되어 전원이 공급될 때 전기분해에 의해 수소를 발생시키는 하나 이상의 음극판, 및
    상기 각각의 양극판 및 음극판 사이에 설치되어 전기분해 대상이 되는 물이 이동하는 통로를 제공하는 이동통로를 포함하고,
    상기 이동통로는 상기 양극판을 향하는 측면이 음이온만을 선택적으로 투과시키고, 상기 음극판을 향하는 측면이 양이온만을 선택적으로 투과시키고,
    상기 양극판 및 상기 음극판은 상기 이동통로를 따라서 연장된 사각기둥 형상을 가지고,
    상기 이동통로에 의해 구획된 상기 양극판을 수용하는 양극챔버와 상기 음극판을 수용하는 음극챔버는 상기 하우징 내에서 바둑판 모양으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기분해를 이용한 산소 및 수소 발생장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 이동통로의 상기 양극판 및 음극판을 향한 측면은 구멍 크기가 미세한 유기질 바이폴러 이온교환수지막인 것을 특징으로 하는 전기분해를 이용한 산소 및 수소 발생장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 양극판 및 상기 음극판은 그물구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기분해를 이용한 산소 및 수소 발생장치.
  5. 삭제
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