KR100729281B1

KR100729281B1 - 전해조용 전극구조

Info

Publication number: KR100729281B1
Application number: KR1020050099609A
Authority: KR
Inventors: 정정헌
Original assignee: 중앙아이엔티 주식회사
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2007-06-15
Also published as: KR20070043382A

Abstract

본 발명은 전해조용 전극구조체에 관한 것으로서, 케이스 내부에 설치되어 저장된 물을 전기분해시키기 위한 것으로서, 상단에 가스가 배출되기 위한 제1구멍(11)이 형성되고, 하단에 물이 유입되기 위한 제2구멍(12)이 형성된 절연성 테두리(10); 절연성 테두리(10)의 내부에 상호 이격되게 설치되며 상부측에 제1구멍(11)과 연통되는 제3구멍(21)(31)이 형성된 것으로서, 그 표면에 수많은 구멍이 형성된 다공성의 제1전극(20)(30); 및 절연성 테두리 내부에서 상기 한쌍의 제1전극(20)(30)의 외측에 이격되게 설치되는 한쌍의 제2전극(40)(50);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전해조용 전극구조{an electrode for electrolyzer}

도 1은 본 발명에 따른 전해조용 전극구조의 부분 측단면을 도시한 도면,

도 2는 도 1에 채용되는 제1전극의 다른 실시예의 사시도.

<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 ... 절연성 테두리 11 ... 제1구멍

12 ... 제2구멍 20, 30 ... 제1전극

21, 31 ... 제3구멍 25, 35 ... 베이스층

26, 36 ... 반응층 27, 37 ... 베이스층

28, 38 ... 반응층 28a, 38a ... 홈

40, 50 ... 제2전극

본 발명은 전해조용 전극구조에 관한 것으로서, 상세하게는 보다 많은 전기분해가 진행될 수 있도록 하기 위한 전해조용 전극구조에 관한 것이다.

전해조란, 물을 전기분해하기 위한 것으로서, 물이 유입되는 케이스 내부에 직류전원이 인가되는 2 개 또는 4 개 이상의 전극이 마주보며 설치됨으로써 구현된다. 이러한 전해조에 직류전원이 인가되었을 때 물을 수소와 산소로 전기분해시킨다. 이때, 전기분해가 더욱 많이 일어나도록 하기 위하여 전극의 면적을 넓혀야 하였고, 이를 위하여 전극의 크기를 크게 하거나 전극의 개수를 늘리는 방법을 채용하였다.

그런데, 전극의 크기를 크게 하거나 전극의 개수를 늘릴 경우에 전해조 전체의 크기가 커질 수 밖에 없었고, 이에 따라 제작비는 물론 유지관리 부담이 늘어날 수 밖에 없었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 전극의 크기를 크게하거나 개수를 늘리지 않고서도 전기분해가 보다 많이 일어날 수 있도록 할 수 있는 전해조용 전극구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전해조용 전극구조는,

케이스 내부에 설치되어 저장된 물을 전기분해시키기 위한 것으로서, 상단에 가스가 배출되기 위한 제1구멍(11)이 형성되고, 하단에 물이 유입되기 위한 제2구멍(12)이 형성된 절연성 테두리(10); 상기 절연성 테두리(10)의 내부에 상호 이격되게 설치되며 상부측에 상기 제1구멍(11)과 연통되는 제3구멍(21)(31)이 형성된 것으로서, 그 표면에 수많은 구멍이 형성된 다공성의 제1전극(20)(30); 상기 절연성 테두리 내부에서 상기 한쌍의 제1전극(20)(30)의 외측에 이격되게 설치되는 한쌍의 제2전극(40)(50);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1전극(20)(30) 각각은, 중앙에 위치되는 베이스층(25)(35)과, 상기 베이스층(25)(35)의 양측에 용접되는 것으로서 서스알갱이가 소결처리되어 판형상으로 구현된 반응층(26)(36)을 포함한다. 이때 상기 베이스층(25)(35)은 서스 316 재질의 판에 니켈이 도금되어 구현되고, 상기 반응층(26)(36)을 구성하는 서스알갱이는 서스 304 재질로 된다. 소결이란 고체의 가루를 틀 속에 넣고 적당히 눌러 단단하게 만든 다음 그 물질의 녹는점에 가까운 온도로 가열했을 때 가루가 서로 접한 면에서 접합이 이루어지거나 일부가 증착하여 서로 연결되어 한 덩어리로 되는 것을 말하며, 이와 같은 소결처리로 금속제품을 만드는데 적당히 구멍이 있는 고체를 만드는데 사용된다.

본 발명에 있어서, 상기 제1전극(20)(30) 각각은, 중앙에 위치되는 베이스층(27)(37)과, 상기 베이스층(27)(37)의 양측에 용접되는 것으로서 수많은 홈(28a)(38a)이 벌집형상으로 형성된 판형상의 반응층(28)(38)을 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 전해조용 전극구조체를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전해조용 전극구조의 부분 측단면을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 채용되는 제1전극의 다른 실시예의 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전해조용 전극구조체는, 케이스 내부에 설치되어 저장된 물을 전기분해시키기 위한 것으로서, 상단에 가스가 배출되기 위한 제1구멍(11)이 형성되고, 하단에 물이 유입되기 위한 제2구멍(12)이 형성된 절연성 테두리(10)와; 절연성 테두리(10)의 내부에 상호 이격되게 설치되며 상부측에 상기 제1구멍(11)과 연통되는 제3구멍(21)(31)이 형성된 것으로서, 그 표면에 수많은 구멍이 형성된 다공성의 제1전극(20)(30)과; 절연성 테두리 내부에서 상기 한쌍의 제1전극(20)(30)의 외측에 이격되게 설치되는 한쌍의 제2전극(40)(50);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

절연성 테두리(10)는, 한쌍의 제1전극(20)(30) 상호간을 이격시키고, 제1전극(20)(30)과 제2전극(40)(50) 사이를 이격시킨다. 이러한 절연성 테두리(10)는 절연성의 다양한 재질로 구현될 수 있는데, 본 실시예에서는 MC 나일론으로 구현된다.

제1전극(20)(30) 각각은, 중앙에 위치되는 베이스층(25)(35)과, 상기 베이스층(25)(35)의 양측에 용접되는 것으로서 서스알갱이가 소결처리되어 판형상으로 구현된 반응층(26)(36)을 포함한다. 이때 베이스층(25)(35)은 서스 316 재질의 판에 니켈이 도금되어 구현되고, 상기 반응층(26)(36)을 구성하는 알갱이는 서스 304 재질로 된다.

판형상으로 구현된 반응층(26)(36)은 베이스층(25)(35)의 양측면에 용접되어 결합되는데, 본 실시예에서는 공지의 진공브레이징법에 의하여 베이스층(25)(35)의 양측면에 결합되며, 베이스층(25)(35)은 대략 1mm, 반응층(26)(36)은 각각 2mm 정도의 두께를 가짐으로써 제1전극(20)(30)의 두께는 5mm 정도로 구현된다.

한편, 제1전극 각각은, 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙에 위치되는 베이스층(27)(37)과, 베이스층(27)(37)의 양측에 용접되는 것으로서 수많은 홈(28a)(38a)이 벌집형상으로 형성된 판형상의 반응층(28)(38)을 포함할 수도 있다. 이 경우, 반응층(28)(38)의 홈(28a)(38a)은 서스알갱이를 소결처리하는 것이 아니고, 도전성판의 표면에 다수개의 핀(미도시)을 이용한 타발 방식을 통하여 형성되는 것이다. 이후 홈(28a)(38a)이 형성된 판을 니켈 무전해도금을 함으로써 전기분해시 물에 첨가하는 수산화칼륨에 의하여 부식을 방지할 수 있다. 이러한 니켈 무전해도금은 전기분해시 발생되는 열에 의하여도 안정된 전기분해를 가능하게 한다.

판형상으로 구현된 반응층(28)(38)은 베이스층(27)(37)의 양측면에 용접되어 결합되는데, 본 실시예에서는 공지의 진공브레이징법에 의하여 베이스층(27)(37)의 양측면에 결합된다. 그러나 전기용접이나 플라즈마 용접등 다양한 방식으로 용접할 수 있음은 물론이다.

상기한 반응층에 형성된 다공이나 홈은 제1전극(20)(30)의 표면적을 늘림으로써 제1전극(20)(30)과 제2전극(40)(50) 사이에서 전기분해에 의하여 발생되는 수소 및 산소량을 늘릴 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 전해조용 전극구조체에 따르면, 베이스층 의 양면에 다공이나 다수의 홈이 형성된 반응층이 용접됨으로써, 전극의 전체적인 크기를 늘리지 않고서도 그 반응 표면적을 늘릴 수 있으며, 이에 따라 전기분해에 의하여 발생되는 산소 및 수소의 양을 늘릴 수 있다라는 작용, 효과가 있다.

Claims

케이스 내부에 설치되어 저장된 물을 전기분해시키기 위한 것으로서, 상단에 가스가 배출되기 위한 제1구멍(11)이 형성되고, 하단에 물이 유입되기 위한 제2구멍(12)이 형성된 절연성 테두리(10);

상기 절연성 테두리(10)의 내부에 상호 이격되게 설치되며 상부측에 상기 제1구멍(11)과 연통되는 제3구멍(21)(31)이 형성된 것으로서, 그 표면에 수많은 구멍이 형성된 다공성의 제1전극(20)(30);

상기 절연성 테두리 내부에서 상기 한쌍의 제1전극(20)(30)의 외측에 이격되게 설치되는 한쌍의 제2전극(40)(50);을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해조용 전극구조체.
제1항에 있어서, 상기 제1전극(20)(30) 각각은,

중앙에 위치되는 베이스층(25)(35)과, 상기 베이스층(25)(35)의 양측에 용접되는 것으로서 서스알갱이가 소결처리되어 판형상으로 구현된 반응층(26)(36)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해조용 전극구조체.
제2항에 있어서, 상기 베이스층(25)(35)은 서스 316 재질의 판에 니켈이 도금되어 구현되고, 상기 반응층(26)(36)을 구성하는 서스알갱이는 서스 304 재질로 된 것을 특징으로 하는 전해조용 전극구조체.
제1항에 있어서, 상기 제1전극(20)(30) 각각은,

중앙에 위치되는 베이스층(27)(37)과, 상기 베이스층(27)(37)의 양측에 용접되는 것으로서 수많은 홈(28a)(38a)이 벌집형상으로 형성된 판형상의 반응층(28)(38)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해조용 전극구조체.