KR100632181B1 - Manufacturing method for hydrogen gas and oxygen gas of electrolytic dissociation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기전도도가 좋아 이온흐름도를 극대화시키고, 이에 따라서 물 전해 효율을 향상시킬 수 있으며, 아울러 양질의 수소 및 산소 가스를 분리 상태로 얻을 수 있게 되는 전기분해조의 수,산소가스 분리격막 제조방법에 관한 것이다.The present invention has a good electrical conductivity to maximize the ion flow, thereby improving the water electrolysis efficiency, and also the method of producing a water separation and oxygen gas separation membrane of the electrolysis tank to obtain a high quality hydrogen and oxygen gas in a separated state. It is about.
이의 실현을 위하여 본 발명에서는, 내부로 공급된 전해액에 대한 전기 분해를 진행하여 생성된 수소 및 산소 가스를 분리 상태로 얻을 수 있도록, 개스킷, 전극, 격막 고정 링, 셀 프레임과 함께 단위조로 조합되는 전기분해조의 수,산소가스 분리격막을 제조하는 방법에 있어서,In order to accomplish this, in the present invention, the hydrogen and oxygen gas generated by performing electrolysis on the electrolyte supplied into the separation state can be obtained in a unit group together with the gasket, the electrode, the diaphragm fixing ring, and the cell frame. In the method of manufacturing a water, oxygen gas separation membrane of the electrolysis tank,
0.2∼3.5mm 굵기/ 0.85∼0.96의 비중과 R85∼110의 경도를 갖는 전해액 코팅 폴리프로필렌사를 구비하는 단계; 상기한 전해액 코팅 폴리프로필렌사를 수산화나트륨(NaOH)용액으로 1차 표면처리하는 단계; 상기 1차 표면처리된 전해액 코팅 폴리프로필렌사를 수산화칼륨(KOH)용액으로 2차 표면처리하는 단계; 상기 2차 표면처리된 전해액 코팅 폴리프로필렌사를 190∼200℃ 분위기 로에서 30초∼90초 동안 건조시키는 단계; 상기 건조된 폴리프로필렌사를 500∼150메쉬를 갖는 격막으로 직조하는 단계로 이루어진다.Providing an electrolytic solution coated polypropylene yarn having a specific gravity of 0.2-3.5 mm thickness / 0.85-0.96 and a hardness of R85-110; Primary surface treatment of the electrolyte coating polypropylene yarn with a sodium hydroxide (NaOH) solution; Secondary surface treatment of the first surface-treated electrolyte coating polypropylene yarn with potassium hydroxide (KOH) solution; Drying the secondary surface treated electrolyte coating polypropylene yarn for 30 seconds to 90 seconds in a 190 to 200 ° C. atmosphere; Weaving the dried polypropylene yarn into a diaphragm having 500 to 150 mesh.
전기분해조, 격막, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 전해액Electrolyzer, Diaphragm, Sodium Hydroxide, Potassium Hydroxide, Electrolyte
Description
도 1은 일발적인 물 전해 원리를 나타내기 위한 개략 사시도,1 is a schematic perspective view for illustrating the principle of one-time water electrolysis;
도 2는 일반적인 물 전기분해조 구성을 부분적으로 나타낸 부분 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view partially showing a general water electrolysis tank configuration.
본 발명은 전기분해조의 수,산소가스 분리격막 제조방법에 관한 것으로, 특히 전기전도도가 좋아 이온흐름도를 극대화시키고, 이에 따라서 물 전해 효율을 향상시킬 수 있으며, 아울러 양질의 수소 및 산소 가스를 분리 상태로 얻을 수 있게 되는 전기분해조의 수,산소가스 분리격막 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a water and oxygen gas separation membrane of an electrolysis tank, and in particular, the electrical conductivity is good to maximize the ion flow rate, thereby improving the water electrolysis efficiency, and the separation state of high quality hydrogen and oxygen gas It relates to a number of electrolysis tanks and oxygen gas separation membrane manufacturing method that can be obtained.
전기분해는 전해질 수용액 또는 용융염(溶融鹽) 등의 이온전도체에 전류를 통과시켜서 화학반응을 일으키는 일로서, 전해(電解)라고도 하며, 한 쌍의 금속 또는 흑연 등의 막대나 판 모양 도체를 전극으로서 이온전도체 속에 놓고 직류전류를 접속하면 양이온은 음극으로, 음이온은 양극으로 이동하여 전극의 표면에서 여러가지 화학변화를 일으킨다.Electrolysis is a chemical reaction caused by passing an electric current through an ion conductor such as an aqueous electrolyte solution or a molten salt, also called electrolysis, and is referred to as a pair of rods or plate-like conductors such as metal or graphite. As a result, when placed in an ion conductor and connected to a DC current, cations move to the cathode and anions move to the anode, causing various chemical changes on the surface of the electrode.
즉, 전위(電位)가 높은 쪽 전극(양극) 표면에서는 음이온이 방전하여 각종 물질을 생성하기도 하고(예를 들면, 염화나트륨 수용액의 전기분해에서는 C1- → Cl+e, 2Cl → Cl2 와 같이 염소분자를 생성하여 기체인 염소를 발생하고, 일부는 물에 녹아 여러 가지 반응을 일으킨다), 양극인 금속 자체가 녹아서 그 금속의 양이온을 생성한다(예를 들면, 묽은 황산 속에 금속 아연판을 넣어 양극으로 하면 Zn → Zn2++2e 와 같이 아연이 녹아서 나온다).In other words, anions discharge from the surface of the electrode (anode) with a higher potential to generate various substances (for example, in electrolysis of an aqueous sodium chloride solution, for example, chlorine molecules such as C1- → Cl + e and 2Cl → Cl2). To produce gaseous chlorine, and some of it is dissolved in water to cause various reactions), and the metal itself, which is the anode, melts to produce cations of the metal (for example, when a metal zinc plate is put in dilute sulfuric acid, Zn → Zn2 + + 2e zinc is melted out.
이에 대하여 전위가 낮은 쪽 전극(음극) 표면에서는 양이온의 방전이 일어나 거나(예를 들면, 황산의 전기분해에서는 H++e → H, 2H → H2 와 같이 수소분자를 생성하고 기체인 수소를 발생한다), 또 금속이 석출된다(예를 들면, 황산구리 수용액을 전해하면 Cu2++2e → Cu 와 같이 음극 표면에 금속구리가 석출한다).On the other hand, discharge of cations occurs on the surface of the lower electrode (cathode) with a lower potential (for example, in electrolysis of sulfuric acid, hydrogen molecules are generated, such as H ++ e → H, 2H → H2, and hydrogen, gas). In addition, the metal is precipitated (for example, when the copper sulfate aqueous solution is electrolytically deposited, the copper is deposited on the surface of the cathode, such as Cu 2 + + 2e? Cu).
한편, 전기분해는 넓은 분야에 걸쳐 실제로 응용되고 있는데, 전기분해분석·전기야금·전기분해연마·전기도금·전기분해 콘덴서, 식염수의 전기분해에 의한 염소 ·수산화나트륨의 제조 등에 이용된다.On the other hand, electrolysis is actually applied in a wide range of fields, and is used for electrolysis analysis, electrometallurgy, electrolytic polishing, electroplating, electrolytic condensers, and the production of chlorine and sodium hydroxide by electrolysis of saline.
뿐만 아니라 물을 전해하여 수소와 산소를 얻을 수 있는데, 이러한 물전해(water electrolysis)법은 수소를 얻는 공업적 제조법의 하나로서 중요한 자리를 차지하고 있었으며, 물 전기분해조(電解槽)의 단위조(單位槽)는 수개 이상의 것이 조합되어진 구조로 이루어지는 것이 일반적이다( 도 1 및 도 2 참조).In addition, hydrogen and oxygen can be obtained by electrolyzing water. The water electrolysis method has taken an important place as one of the industrial manufacturing methods for obtaining hydrogen, and a unit tank of water electrolysis tank ( I) generally has a structure in which several or more are combined (see FIGS. 1 and 2).
또한, 도 1 및 도 2를 참조하여 보면, 음극으로는 수소과전압(水素過電壓)이 작고 또한 내식성(耐蝕性)이 뛰어난 철이 주로 사용되고, 양극에는 니켈 또는 니켈을 도금한 철판이 주로 사용되며, 전해액은 비전도율(比電導率)이 큰 수산화칼륨이나 수산화나트륨 용액이 사용된다.In addition, referring to FIGS. 1 and 2, as the cathode, iron having a low hydrogen overvoltage and excellent corrosion resistance is mainly used, and an anode or a nickel plated iron plate is mainly used as the anode. As the electrolyte, potassium hydroxide or sodium hydroxide solution having a large non-conductivity is used.
생성한 가스의 혼합을 방지하기 위해서 양극 사이에 석면천의 분리 격막(隔膜)이 놓이며, 가스의 순도는 수소가 99.5∼99.7 %, 산소가 99.0∼99.5 % 이상이 된다. 수산화칼륨이나 수산화나트륨을 사용하여 온도 60℃에서 전기분해한 경우의 이론적인 분해전압은, 전해가스에 수반하는 물의 증발도를 고려하여 1.125V이나, 보통은 1.4∼2.4V의 조전압(槽電壓)으로 조정된다.In order to prevent the mixing of the produced gas, a separation membrane of asbestos cloth is placed between the anodes, and the purity of the gas is 99.5 to 99.9% of hydrogen and 99.0 to 99.5% of oxygen. Theoretical decomposition voltage when electrolysis using potassium hydroxide or sodium hydroxide at a temperature of 60 ° C is 1.125V in consideration of the evaporation degree of water accompanying electrolytic gas, but usually a voltage of 1.4 to 2.4V (槽 電壓) ) Is adjusted.
그리고, 전극판의 상부에는 수소 가스와 산소 가스를 각각 통과시키기 위한 2개의 가스 배출 구멍이 형성되어지며, 전극판의 하부에는 전해액 공급용 구멍이 각각 형성되어진다.In addition, two gas discharge holes for passing hydrogen gas and oxygen gas are formed in the upper part of the electrode plate, and holes for supplying the electrolyte solution are formed in the lower part of the electrode plate, respectively.
이 밖에 개스킷, 격막 고정용 링, 셀 프레임 등이 격막 및 전극판 등과 함께 하나의 조를 이루어 단위조를 이루며, 이러한 단위조를 다수 적층 조합시키고 음극 및 양극 전극단자를 고정시켜 전기분해조를 구성하게 된다.In addition, a gasket, a diaphragm fixing ring, a cell frame, etc. form a unit group together with a diaphragm and an electrode plate to form a unit group. A plurality of unit groups are laminated and combined, and the cathode and anode electrode terminals are fixed to constitute an electrolysis tank. Done.
한편, 각 격막(20)의 상부에는 산소 가스 흐름용 구멍과 수소 가스 흐름용 구멍이 각각 형성되어 있고, 하부에는 전해액 흐름용 구멍이 형성되어 있으며. 양극 전극과 전극 사이, 다른 극성으로 대전되는 전극들(50) 사이 및 전극(50)과 음극 전극 사이에는 전극(50)보다 작은 직경의 원판형 격막(20)이 구비되는 구조로 되어 있다.On the other hand, the upper part of each
따라서, 프레임(10) 일면에 격막(20)을 밀착, 고정시킬 때, 링(30)과 격막(20)의 각 구멍이 서로 연통된 상태에서 링(30)의 각 연장부는 격막(20)의 구멍 주변 표면에 기밀 상태로 밀착되어지며, 어느 한 단위조의 각 전극(50)과 또다른 단위조의 전극 사이에 격막(20)이 위치되어진다.Therefore, when the
이와 같은 격막(20)에 의하여 어느 한 단위조의 전극(50)의 한 표면에서 발생된 수소 가스(또는 산소 가스)는 다른 단위조 전극의 상응하는 표면에서 발생된 산소 가스(또는 수소 가스)와 혼합되지 않게 된다.The hydrogen gas (or oxygen gas) generated at one surface of the
이때, 외부에서 전해액 흐름용 구멍으로 유입된 전해액은 셀 프레임(10)의 전해액 흐름용 구멍 연변에 형성된 제 3 원통부의 절개부 및 격막 고정 링(30)의 연장부에 형성된 절개부를 통하여 격막(30) 전방 공간으로 유입된다.At this time, the electrolyte flowing into the electrolyte flow hole from the outside of the
상기한 바와 같은 전해액 유입 및 수소와 산소가스 배출 과정은 전기분해조를 구성하는 모든 단위조 사이에서 진행되며, 각 단위조의 전극과 전극 사이의 공간에서 전해액에 대한 전기 분해가 이루어진다.The electrolyte inflow and hydrogen and oxygen gas discharge process as described above is performed between all the unit tanks constituting the electrolysis tank, the electrolysis of the electrolyte is made in the space between the electrode and the electrode of each unit tank.
그리고, 셀 프레임(10)의 재료로서는 내화학성과 내열성이 우수하고 기계적 강도가 높아 90℃ 온도에서 연속 사용할 수 있는 유리강화섬유 플라스틱 즉, 폴리술폰, 폴리이미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리프로필렌 등이 적합하며, 개스킷(40)은 내화학성과 내열성이 우수하고 기계적 강도 뿐 아니라, 탄성이 높은 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPDM) 및 폴리테트라 플루오로에틸렌(테프론) 등이 적합하다.As the material of the
또, 격막(20)은 두께가 0.5~2.0mm인 유기합성섬유를 폴리페닐렌설파이드의 유기합성 섬유를 온도가 70~80℃인 진한 황산(90% 이상)으로 2시간 동안 처리하고, 물로 세척한 후 150℃의 온도 하에서 3시간 동안 건조시키는 방법에 의해 제조됨으로써, 내열성/ 전기 전도도/ 이온 흐름성 등을 확보하게 된다.In addition, the
그런데, 상기한 바와 같은 종래 전기분해조의 가스분리 격막은, 25중량%의 수산화칼륨(KOH)을 전해액으로 채용하는 전기분해조/ 30중량%의 수산화나트륨(NaOH)을 전해액으로 채용하는 전기분해조 등에서 내열특성 및 전기 전도특성이 낮아지고, 따라서 이온흐름특성 또한 저하되어 궁극적으로 산소 및 수소 가스의 분리 효율을 떨어뜨리게 되므로, 이러한 문제점을 해소할 수 있는 수단의 강구가 요구되었다.However, the above-described gas separation diaphragm of the electrolysis tank includes an electrolysis tank employing 25% by weight potassium hydroxide (KOH) as the electrolyte / an electrolysis tank employing 30% by weight sodium hydroxide (NaOH) as the electrolyte. Since the heat resistance and the electrical conduction characteristics are lowered, and thus the ion flow characteristics are also lowered, ultimately lowering the separation efficiency of oxygen and hydrogen gas, a means for solving the problems is required.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 격막을 생산하는 섬유가공의 기본공정에서 염료 및 약품의 침투로 인하여 전기분해조내에서 상당량의 거품을 발생하여 전극의 유효면적을 저감하여 효율저하는 물론이고 가수위현상으로 수위조절을 방해하는 요인을 제거하여 궁극적으로 산소 및 수소 가스의 분리효율과 운전효율을 극대화시킬 수 있게 된 전기분해조의 수,산소가스 분리격막을 제조하고자 함에 있다.The present invention has been invented to solve the conventional problems as described above, the object is to produce a significant amount of bubbles in the electrolysis tank due to the penetration of dyes and chemicals in the basic process of fiber processing to produce a diaphragm effective of the electrode It is possible to reduce the efficiency by reducing the area as well as to remove the factors that hinder the water level control due to the hydrolysis phenomenon, which ultimately maximizes the separation efficiency and operation efficiency of oxygen and hydrogen gas. To manufacture.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부로 공급된 전해액에 대한 전기 분해를 진행하여 생성된 수소 및 산소 가스를 분리 상태로 얻을 수 있도록, 개스킷, 전극, 격막 고정 링, 셀 프레임과 함께 단위조로 조합되는 전기분해조의 수,산소가스 분리격막을 제조하는 방법에 있어서,
0.2∼3.5mm 굵기/ 0.85∼0.96의 비중과 R85∼110의 경도를 갖는 전해액 코팅 폴리프로필렌사를 구비하는 단계; 상기한 전해액 코팅 폴리프로필렌사를 수산화나트륨(NaOH)용액으로 1차 표면처리하는 단계; 상기 1차 표면처리된 전해액 코팅 폴리프로필렌사를 수산화칼륨용액으로 2차 표면처리하는 단계; 상기 2차 표면처리된 전해액 코팅 폴리프로필렌사를 190∼200℃ 분위기 로에서 30초∼90초 동안 건조시키는 단계; 상기 건조된 폴리프로필렌사를 500∼150메쉬를 갖는 격막으로 직조하는 단계로 이루어진다.
그리고 상기 1차 표면처리에 쓰이는 수산화나트륨용액의 농도 30∼45%이고, 상기 2차 표면처리에 쓰이는 수산화칼륨용액의 농도는 25%이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a unit with a gasket, an electrode, a diaphragm fixing ring, and a cell frame so that the hydrogen and oxygen gas generated by performing electrolysis on the electrolyte solution supplied therein can be obtained in a separated state. In the method of manufacturing the water, oxygen gas separation membrane of the electrolysis tank combined in the tank,
Providing an electrolytic solution coated polypropylene yarn having a specific gravity of 0.2-3.5 mm thickness / 0.85-0.96 and a hardness of R85-110; Primary surface treatment of the electrolyte coating polypropylene yarn with a sodium hydroxide (NaOH) solution; Secondary surface treatment of the first surface-treated electrolyte coating polypropylene yarn with potassium hydroxide solution; Drying the secondary surface treated electrolyte coating polypropylene yarn for 30 seconds to 90 seconds in a 190 to 200 ° C. atmosphere; Weaving the dried polypropylene yarn into a diaphragm having 500 to 150 mesh.
The concentration of sodium hydroxide solution used for the primary surface treatment is 30 to 45%, and the concentration of potassium hydroxide solution used for the secondary surface treatment is 25%.
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이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 개스킷, 전극, 격막 고정 링, 셀 프레임과 함께 단위조로 조합되는 전기분해조의 수,산소가스 분리격막을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기한 개스킷, 격막 고정용 링, 셀 프레임 등이 격막 및 전극 판 등과 함께 하나의 단위조를 이루며, 이러한 단위조를 다수 적층 조합시키고 음극 및 양극 전극단자를 고정시켜 구성된다(도 1 및 도 2 참조).
본 발명에 따른 격막(20)은 0.2∼3.5mm의 굵기/ 0.85∼0.96의 비중을 갖도록 제조된 전해액 코팅 폴리프로필렌사를 직조하여 얻는 것이며, 상기 0.2∼3.5mm의 굵기/ 0.85∼0.96의 비중을 갖는 폴리프로필렌사는 시중에서 유통되는 통상의 폴리프로필렌사이다.
상기와 같은 조건의 폴리프로필렌사는 수산화나트륨용액으로 가수분해하여 1차 표면처리하고, 그 1차 표면처리된 전해액 코팅 폴리프로필렌사를 수산화칼륨용액으로 코팅하여 2차 표면처리 하는데, 1차 표면처리에 쓰이는 수산화나트륨용액의 농도는 30∼45%이고, 2차 표면처리에 쓰이는 수산화칼륨용액의 농도는 25%이다.
상기 수산화나트륨용액으로 가수분해하여 1차 표면처리하고, 또, 상기 1차 표면처리된 전해액 코팅 폴리프로필렌사를 수산화칼륨용액으로 2차 표면처리하는데, 그 이유는, 내열특성 및 전기 전도특성 저하를 방지할 수 있음과 아울러 이온 흐름 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있게 됨으로써, 궁극적으로 산소 및 수소 가스의 분리 효율을 극대화시킬 수 있고, 또, 상기 수산화나트륨용액과 수산화칼륨용액을 이용한 1차 및 2차 표면처리를 하지 않게 되면 전기분해조에 거품이 발생하여 수위조절이 곤란한 문제점이 발생한다. 따라서 수산화나트륨용액으로 1차 표면처리하고, 수산화칼륨용액으로 2차 표면 처리함이 바람직하다.
한편, 상기 수산화나트륨은 물에 가용성이므로 1차 코팅 후 아무런 추가처리를 하지 않은 채 다시 수산화칼륨 수용액에 침전시 1차 코팅에 의해 폴리프로필렌사에 부착된 수산화나트륨의 상당량은 수산화칼륨 수용액에 용해되어 폴리프로필렌사의 표면에서 제거될 수 있으나, 상기 2차 표면처리는 아주 짧은 시간(5초이내) 동안 담근 후 바로 인출하는 하는 것으로, 수산화나트륨의 용해는 거의 일어나지 않는다.
또 상기 1차 및 2차 표면처리 할 때에 각 수용액의 온도는 대기중의 온도인 상온의 조건에서 한다.
그리고 상기 1차 표면처리에 쓰이는 수산화나트륨용액의 농도를 30∼45%로 하는 이유는, 그 이상이 되면 수산화나트륨용액의 농도가 너무 진해 폴리프로필렌사에 과 코팅이 일어나고, 그 이하가 되면 수산화나트륨용액의 농도가 너무 약해 폴리프로필렌사 목적하는 만큼의 코팅이 일어나지 못한다, 따라서 수산화나트륨용액의 농도는 30∼45%가 바람직하다.
또 상기 2차 표면처리에 쓰이는 수산화칼륨용액의 농도를 25%로 하는데, 그 이유는, 그 이상이 되면 수산화칼슘용액의 농도가 너무 진해 폴리프로필렌사에 과 코팅이 일어나고, 그 이하가 되면 수산화칼슘용액의 농도가 너무 약해 폴리프로필렌사 목적하는 만큼의 코팅이 일어나지 못한다, 따라서 수산화칼슘용액의 농도는 25%가 바람직하다.
상기와 같이하여 수산화나트륨용액 및 수산화칼륨용액을 이용한 폴리프로필렌사의 1차 및 2차 표면처리가 끝나면 그 다음에는 표면처리된 폴리프로필렌사를 190∼200℃ 분위기 로에서 30초∼90초 동안 가열 건조시켜 폭과 밀도를 맞추고 아울러 형태 안정성을 높인다.
단 상기 분위기로의 온도가 190∼200℃임으로 이는 폴리프로필렌사의 열변형온도(104℃)보다 높음으로 상기 폴리프로필렌사가 열변형을 일으킬 수 있으나, 이는 건조를 장시간 하는 것이 아니고 30초∼90초 즉 수분이 건조될 때까지만 하는 것으로 열변형의 염려는 없다.
상기의 공정이 완료되면 최종적으로 폴리프로필렌사를 이용하여 500∼150메쉬를 갖도록 직조하면 되는데, 그 직조의 방법은 통상의 직조기를 이용하여 직조한다.
한편 본 발명은 다른 실시예로 수산화나트륨용액 및 수산화칼륨용액을 이용한 폴리프로필렌사의 1차 및 2차 표면처리가 끝나면 그를 통상의 알칼리욕(가성소다/소다회/비이온계면활성제/트리폴리인산소다(Na5P3O10)를 혼합한 액)에서 가수분해하고 그를 다시 70-98℃의 온도로 2-5분정도 정련,축소처리한 후 190∼200℃ 분위기 로에서 30초∼90초 동안 가열 건조시키고 500∼150메쉬를 갖도록 직조하는 것으로 격막을 제조한다. 이는 본 발명의 권리와는 무관하다.Hereinafter, the preferred embodiment of the present invention will be described as follows.
The present invention relates to a method for manufacturing an oxygen gas separation membrane, a gasket, an electrode, a diaphragm fixing ring, and a cell frame, which are combined into a unit tank, wherein the gasket, the diaphragm fixing ring, the cell frame, and the like are septum. And one unit group together with the electrode plate and the like, and a plurality of unit groups are laminated and combined, and the cathode and anode electrode terminals are fixed (see FIGS. 1 and 2).
The
Polypropylene yarns under the above conditions were hydrolyzed with sodium hydroxide solution to carry out the first surface treatment, and the first surface treated electrolyte coated polypropylene yarn was coated with potassium hydroxide solution to carry out the second surface treatment. The concentration of sodium hydroxide solution used is 30-45%, and the concentration of potassium hydroxide solution used for secondary surface treatment is 25%.
The first surface treatment by hydrolysis with the sodium hydroxide solution, and the second surface treatment of the electrolyte-coated polypropylene yarn treated with the first surface treatment with potassium hydroxide solution, the reason is that the heat resistance and electrical conduction properties are lowered By preventing and deteriorating the ion flow characteristics, it is possible to ultimately maximize the separation efficiency of oxygen and hydrogen gas, and further, the first and second using the sodium hydroxide solution and potassium hydroxide solution If the car surface treatment is not performed, bubbles are generated in the electrolysis tank, which makes it difficult to control the water level. Therefore, it is preferable to perform primary surface treatment with sodium hydroxide solution and secondary surface treatment with potassium hydroxide solution.
On the other hand, since the sodium hydroxide is soluble in water, a significant amount of sodium hydroxide attached to the polypropylene yarn by the primary coating is dissolved in an aqueous potassium hydroxide solution when precipitated in the aqueous potassium hydroxide solution again without any further treatment after the primary coating Although it can be removed from the surface of the polypropylene yarn, the secondary surface treatment is to be taken out immediately after soaking for a very short time (within 5 seconds), so that sodium hydroxide is hardly dissolved.
In addition, when performing the said 1st and 2nd surface treatment, the temperature of each aqueous solution is made on the conditions of normal temperature which is the temperature of air | atmosphere.
The reason why the concentration of the sodium hydroxide solution used for the first surface treatment is 30 to 45% is higher than that, and the concentration of the sodium hydroxide solution is too thick, so that the overcoat occurs on the polypropylene yarn. The concentration of the solution is so weak that the coating as desired as polypropylene does not occur, therefore the concentration of sodium hydroxide solution is preferably 30 to 45%.
In addition, the concentration of potassium hydroxide solution used for the second surface treatment is 25%. The reason for this is that if the concentration of calcium hydroxide solution is too high, the polypropylene yarn is over-coated, and if it is less than that, the calcium hydroxide solution The concentration is so weak that polypropylene does not produce as much coating as desired, so the concentration of calcium hydroxide solution is preferably 25%.
After the first and second surface treatment of the polypropylene yarn using the sodium hydroxide solution and the potassium hydroxide solution as described above, the surface-treated polypropylene yarn is heated and dried in a 190-200 ° C. atmosphere for 30 seconds to 90 seconds. To match the width and density, and increase the shape stability.
However, since the temperature to the atmosphere is 190 to 200 ° C., which is higher than the polypropylene's heat deformation temperature (104 ° C.), the polypropylene yarn may cause heat deformation, but this is not a long time of drying, but 30 seconds to 90 seconds. There is no fear of thermal deformation by only doing this until the moisture is dry.
When the above process is completed, what is necessary is to finally weave to have 500-150 mesh using polypropylene yarn, The method of the weaving is weaving using a normal weaving machine.
On the other hand, the present invention, after the first and second surface treatment of polypropylene using a sodium hydroxide solution and potassium hydroxide solution is finished in the usual alkali bath (caustic soda / soda ash / nonionic surfactant / tripolyphosphate (Na 5 P 3 O 10 ) hydrolyzed in the mixed solution), and then refined and reduced for 2-5 minutes at a temperature of 70-98 ° C., and then heated and dried in a 190-200 ° C. atmosphere furnace for 30 seconds to 90 seconds. The diaphragm is manufactured by weaving to 500-150 mesh. This is irrelevant to the rights of the present invention.
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상기한 바와 같은 본 발명에 의한 전기분해조의 수,산소가스 분리격막 제조방법은 수산화칼륨이나 수산화나트륨을 전해액으로 채용하게 된 전기분해조의 내열특성 및 전기 전도특성 저하를 방지할 수 있게 되고, 아울러 이온 흐름특성이 저하되는 것을 방지할 수 있게 됨으로써, 궁극적으로 산소 및 수소 가스의 분리 효율을 극대화시킬 수 있게 된다는 이점이 있다.The method of manufacturing the water and oxygen gas separation membrane of the electrolysis tank according to the present invention as described above can prevent the deterioration of heat resistance and electric conduction characteristics of the electrolysis tank employing potassium hydroxide or sodium hydroxide as an electrolyte solution, and By being able to prevent the flow characteristics from being lowered, there is an advantage that ultimately it is possible to maximize the separation efficiency of oxygen and hydrogen gas.
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