KR100828047B1 - 수소 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수소 발생장치에 관한 것으로, 물로부터 수소를 얻을 수 있도록 하는 수소 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 수소 발생장치는, 작동유체인 물을 고순도로 정수하고 소정 압력으로 가압하여 공급하는 작동유체 공급부;
상기 작동유체가 흐를 수 있는 통로가 형성된 몸체; 상기 몸체내의 통로에 삽입되고, 관통구멍을 통해 상기 작동유체를 통과시키며, 공동방출현상에 의해 고전위의 전기적 임펄스를 발생시키는 유전성 삽입물; 상기 전기적 임펄스에 의하여 이온화된 상기 작동유체에 자기장을 인가하여 이온들을 전기적 극성에 따라 분리시키는 분리수단; 및 상기 분리수단에 의해 분리된 수소 이온들을 집속하여 수소기체를 추출하는 집속수단을 포함한다.

Description

수소 발생장치{APPARATUS FOR GENERATING HYDROGEN GAS}
본 발명은 수소 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물로부터 수소가스를 생산하는데 적합한 수소 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 수소는 산업용의 기초 소재로부터 일반 연료, 수소자동차, 수소비행기, 연료전지, 핵융합에너지 등 현재의 에너지 시스템에서 사용되는 거의 모든 분야에 이용될 가능성을 지니고 있다.
적절한 조건으로 통제하면서 수소를 연소시키면 일반 도시가스처럼 에너지원으로 이용할 수 있다. 수소와 산소는 2:1 의 부피비로 연소하면서 물(수증기)을 만들며, 이때 1kg 당 2 만 8 천 6 백 20kcal 의 열량을 발생시킨다. 이 열량은 0℃물 0.3t을 100℃ 로 높일 수 있는 양이다.
또한 수소는 연료전지를 통해 전기에너지를 발생시킬 수도 있으며, 핵융합반응을 통해 수소폭탄과 같은 엄청난 에너지를 만들어낼 수 있다.
수소를 직접 연소시켜 에너지를 얻을 수도 있고, 연료전지 등의 연료로서도 사용이 간편하다. 또한 수소는 지구상에 존재하는 거의 무한한 양의 물을 원료로 만들어낼 수 있으며, 사용 후에는 다시 물로 재순환되기 때문에 고갈될 걱정이 없는 무한 에너지원이다.
수소는 대기 중에 0.1ppm 정도로 극히 작은 양이 포함돼 있으나, 지구 전체로 볼 때 거의 무한한 양이 화합물의 형태로 존재하고 있다.
지구상에 수소를 포함하는 가장 많은 화합물은 물(H2O)이다. 또한 원유나 천연가스는 탄소와 수소가 결합된 여러 종류의 탄화수소화합물로 구성돼 있으므로 이들도 좋은 수소 제조의 원료가 될 수 있다.
종래에 수소기체를 발생시키는 방법들 중에서 대표적인 방법으로는 두가지 를 꼽을 수 있는데, 하나는 물을 전기분해 하여 수소기체를 얻는 방법이고, 다른 하나는 천연가스나 원유 등의 탄소화합물로부터 열분해 등의 과정을 통해 수소기체를 얻는 방법이다.
물로부터 수소기체를 얻기 위해서는 2 개의 수소원자와 1 개의 산소원자로 구성되어 있는 물분자로부터 수소와 산소를 분리해야 한다.
수소와 산소를 분해하는 방법으로 전기분해를 이용하면 물 36g 에서 수소 4g 을 얻을 수 있다. 전기분해는 이론상 1.23V(볼트)의 전압이면 가능하지만, 실제로는 장치의 내부저항 등으로 이보다 다소 높은 전압이 필요하다.
그런데, 전기는 그 자체로서 직접 산업적으로 사용될 수 있는 에너지이므로 이러한 전기로 물을 분해하고 여기서 얻어진 수소를 다시 에너지원으로 사용하는 것은 에너지 사용의 효율을 저하시키는 문제가 있다. 따라서, 심야전력과 같은 잉여전력을 이용하여 물을 전기분해하고, 이로부터 얻어진 수소를 적절한 방법으로 저장한 후, 연료전지와 같은 방법으로 다시 전기를 얻는 것과 같이 제한적인 활용 이 가능할 뿐이다.
수소기체를 제조하는 다른 방법으로는, 천연가스와 원유를 정제해 얻어지는 나프타 등의 탄화수소에 고온의 수증기를 반응시키는 방법을 들 수 있다. 그러나 천연가스나 원유 등의 화석연료는 그 자체로서 에너지원으로 활용 가치가 높고, 유한한 자원이라는 점에서 이들을 이용해 수소를 얻는 데에는 한계가 있다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 탄화수소인 화석연료를 소모시키지 않고 지구상에 무한히 존재하는 물로부터 수소를 얻을 수 있도록 하는 수소 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 상당량의 전기에너지를 소모하여야 하는 전기분해법을 사용하지 않고, 상대적으로 적은 양의 에너지를 사용하여 많은 양의 수소를 얻을 수 있도록 하는 수소 발생장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 수소 발생장치는, 작동유체인 물을 고순도로 정수하고 소정 압력으로 가압하여 공급하는 작동유체 공급부; 상기 작동유체가 흐를 수 있는 통로가 형성된 몸체;
상기 몸체내의 통로에 삽입되고, 관통구멍을 통해 상기 작동유체를 통과시키며, 공동방출현상에 의해 고전위의 전기적 임펄스를 발생시키는 유전성 삽입물; 상기 전기적 임펄스에 의하여 이온화된 상기 작동유체에 자기장을 인가하여 이온들을 전기적 극성에 따라 분리시키는 분리수단; 및
상기 분리수단에 의해 분리된 이온들을 각각 집속하여 수소기체를 발생시키는 집속수단을 포함한다.
상기 몸체는 그 내부에서 발생하는 공동현상에 의한 방사(Cavitation emission)에 대해 내구성이 있는 유전체 즉, 세라믹, 루비 또는 사파이어 등으로 형성된 몸체를 갖는다. 상기 몸체 내부의 통로에는 작동유체가 흐를 수 있는 구멍을 하나 또는 둘이상 구비하는 유전성 삽입물이 설치되고, 상기 구멍의 내벽과 그 주변에는 공동방출현상을 일으키기 쉬운 유전체 즉, 석면 등이 구비된다. 또한 상기 관통구멍의 출구측에는 단면적이 확장되는 팽창부가 형성된다. 상기 팽창부는 내부를 흐르는 작동유체의 압력을 급격히 떨어뜨리는 역할을 한다.
상기 몸체에 이어 분리수단이 구비된다. 상기 분리수단은 상기 몸체로부터 이어지고, 양측면에 각각 N 극과 S 극의 자성체를 구비하는 소정 길이의 채널과, 상기 채널의 말단부에 형성되고 상기 자성체에 의한 자기장의 방향과 수직한 방향으로 흐름을 두 갈래로 분리시키는 분리관을 포함한다.
상기 집속수단은 밀폐된 탱크로서 그 하부에 상기 분리관의 양측 후단에 각각 연결되어 다량의 H+ 또는 OH- 이온을 각각 포함하는 작동유체가 공급되는 투입구와, 상기 작동유체와 넓은 표면적에서 접촉되고, 그 표면에서 발생된 기체가 상승할 수 있는 구조로 형성된 촉매판 및 상부에 구비되어 상기 촉매판에서 발생하여 상승한 수소기체를 선택적으로 통과시키는 멤브레인(membrane)을 포함한다.
상기 탱크의 상단부 즉, 멤브레인의 상부에 형성되고 상기 멤브레인을 통과한 고순도의 수소기체를 배출하며 제 1 수소탱크와 연결되는 제 1 배출구와, 상기 멤브레인의 바로 아래부분에 형성되고 상기 멤브레인을 통과하지 못한 저순도의 수소기체를 배출하며 제 2 수소탱크와 연결되는 제 2 배출구, 및 상기 촉매판의 상단 정도 높이에 형성되고 상기 촉매판을 거친 물을 다시 회수하여 작동유체 공급부로 회송하는 제 3 배출구를 포함한다.
상기 제 1 수소탱크는 고순도의 수소기체, 예를 들어 99% 이상의 순도의 수소기체를 저장하고, 상기 제 2 수소탱크는 산소 또는 수증기가 섞인 저순도의 수소기체, 예를 들어 99% 미만의 순도의 수소기체를 저장하며,
상기 각 수소탱크의 입구에는 기체의 역류를 방지하기위해 체크밸브를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 촉매판은 팔라듐(palladium,Pd) 또는 로듐(rhodium,Rh)으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 촉매판은 다량의 수소를 흡수 또는 투과시키는 성질을 가지고 있으며, 상기 촉매판으로부터 방출된 수소는 활성이 매우 강해서 상온에서 매우 활발한 환원작용을 일으킬 수 있다.
본 발명에 의한 수소 발생장치의 동작은 다음과 같다.
본 발명에 의한 수소 발생장치는 먼저 작동유체인 물을 이온화시킨다. 이온화된 상기 작동유체의 흐름에 자기장을 인가하고, 이 자기장에 의해 발생하는 로렌츠힘을 이용하여 이온들의 흐름을 극성에 따라 분리시킨다. 이때 양극과 음극으로 분리된 이온들이 도달하는 양방향에 각각의 집속수단을 설치하여 수소기체를 발생시키는데 그 특징이 있다.
상기 작동유체 공급부에서는 정수과정을 거쳐 고순도의 물을 공급한다. 상기 물은 상기 작동유체 공급부의 출구측에 구비된 펌프에 의하여 일정한 압력으로 가압되어 상기 몸체의 입구로 공급된다. 이때, 출구측 배관에 펄스 발생기를 연결하여 소정 주파수의 펄스를 가할 수 있고, 상기 주파수는 공동방출현상(cavitation emission)을 일으키는 상기 유전성 삽입물 관통구멍의 고유진동수에 관계된다.
상기 물은 상기 몸체 내부의 통로로 유입되고, 상기 통로 내에 설치된 유전성 삽입물의 관통구멍을 빠른 속도로 통과한다. 상기 물이 상기 관통구멍의 출구측에 형성된 팽창부를 통과할 때, 내경이 확대되면서 압력이 급격히 떨어지게 되어 끓는점이 낮아진다. 따라서 유체의 흐름내에 미세한 기포가 발생하고, 상기 기포들은 발생 초기에 팽창하다가 결국 터지게 된다.
상기 미세한 기포들이 상기 관통구멍의 출구측에 형성된 팽창부의 말단 가까운 위치에서 터지면서 순간적으로 약 10,000 기압에 이르는 매우 높은 압력파가 발생하고, 상기 압력파가 상기 관통구멍을 구비하는 유전성 삽입물에 영향을 미친다.
이러한 영향으로 인해, 상기 유전성 삽입물의 관통구멍 내벽에는 미세한 균열이 생기고, 공동방출현상을 일으키기 쉬운 재료의 특성상 상기 균열들로부터 전자가 방출된다. 방출된 전자가 상기 유체 내에서 확산되면서 소위 Vavilov-Cherenkov 방사현상이 일어나며 이는 사진을 통하여 확인될 수도 있다.
위와 같이 음전하를 띤 전자를 방출함으로써 상기 유전성 삽입물의 관통구멍 출구측은 양전하로 대전된다. 상기 유전성 삽입물의 관통구멍내벽과 그 주변은 상기 재료의 특성에 의하여 방전을 일으키지 않고 매우 높은 전위로 대전될 수 있다. 이런 과정을 통하여 발생한 높은 전위의 전기적 충격에 의하여 상기 물의 일부가 이온화된다.
이러한 현상은 상기 작동유체인 물뿐만 아니라 수소를 포함하는 유전성 액체, 즉 광유(mineral oil), 등유(kerosene), 또는 아세톤(acetone) 등에서도 일어나므로, 본 발명은 수소를 포함하는 다른 유전성 액체를 작동유체로 사용할 수도 있다.
H+이온과 OH-이온은 작동유체의 흐름을 따라 이동하는데, 상기 이온을 포함하는 작동유체의 흐름에 자기장을 인가함으로써 이온들은 이동중에 자기장에 수직한 방향으로 로렌츠힘을 받게되고, 극성에 따라서 양이온은 한 쪽으로 음이온은 다른 한 쪽으로 분리된다.
이와 같이 분리된 이온들은 각각의 집속수단으로 향한다. 상기 탱크 형의 집속수단 내에서 상기 이온들을 포함하는 작동유체는 상기 촉매판과 접촉하고, 상기 촉매판은 전술한 바와 같이 수소를 흡수하였다가 매우 강한 환원성을 갖는 수소를 방출함으로써 수소기체를 발생시킨다.
수소기체는 상기 집속수단 내에서 상승하고, 상부에 구비된 멤브레인을 통과하여 제 1 수소탱크에 저장되거나, 상기 멤브레인을 통과하지 못하는 경우 제2수소탱크에 저장된다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 수소 발생장치의 구조를 도시한 개략도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 수소 발생장치의 몸체를 도시한 사시도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 수소 발생장치 몸체의 내부구조를 도시한 단면도.
도 4A 및 4B 는 본 발명의 실시예에 따른 열 발생장치의 분리수단을 도시한 상면도 및 그 단면도.
도 5 는 상기 분리수단의 원리를 도시한 개념도.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 수소 발생장치의 작동유체 공급부를 도시한 개략도.
발명의 실시를 위한 형태
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 수소 발생장치의 구조를 도시한 개략도이다. 본 발명의 실시예에 따른 수소 발생장치는 작동유체인 물이 흐를 수 있는 통로가 구비된 몸체(10)와, 상기 몸체(10) 내에 삽입되고 관통구멍(21)을 통해 상기 작동유체를 통과시키며 공동방출현상에 의해 고전위의 전기적 임펄스를 발생시키는 유전성 삽입물(20)과, 상기 전기적 임펄스에 의하여 이온화된 작동유체의 흐름에 자기장을 인가하여 이온들을 전기적 극성에 따라 분리시키는 분리수단(50), 및 자기장에 의해 분리된 수소이온들을 집속하여 수소기체를 발생시키는 집속수단(60)을 포함한다.
상기 분리수단(50)은 이온화된 작동유체가 흐르는 채널(51)과 상기 채널의 측면에 N 극과 S 극이 각각 맞은편에 구비되어 상기 채널(51)에 자기장을 인가하는 자성체(52) 및 상기 자기장의 영향으로 전기적 극성에 따라 분리된 작동유체의 흐름을 각각 두 갈래로 분리시키는 분리관(53)을 구비한다.
상기 집속수단(60)은 밀폐된 탱크로서 그 하부에 상기 분리관(53)의 양측 후단에 각각 연결되어 다량의 H+ 또는 OH-이온을 각각 포함하는 작동유체가 공급되는 투입구(61)와, 상기 작동유체와 넓은 표면적에서 접촉되고, 그 표면에서 발생된 기체가 상승할 수 있도록 지그재그형으로 형성된 촉매판(62) 및 상부에 구비되어 상기 촉매판(62)에서 발생하여 상승한 수소기체를 선택적으로 통과시키는 멤브레인(membrane)(63)을 포함한다.
상기 탱크의 상단부 즉, 멤브레인(63)의 상측에 형성되고 상기 멤브레인을 통과한 고순도의 수소기체를 배출하며 제 1 수소탱크(71)와 연결되는 제 1 배출구(64)와, 상기 멤브레인(63)의 바로 아래부분에 형성되고 상기 멤브레인을 통과하지 못한 저순도의 수소기체를 배출하며 제 2 수소탱크(72)와 연결되는 제 2 배출구(65), 및 상기 촉매판(62)의 상단 정도 높이에 형성되고 상기 촉매판(62)을 거친 물을 다시 회수하여 작동유체 공급부로 회송하는 제 3 배출구(66)를 포함한다.
상기 제 1 수소탱크(71)과 상기 제 2 수소탱크(72)는 각각의 입구에 기체의 역류를 방지하는 체크밸브(74)를 구비할 수 있다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 수소 발생장치의 몸체를 도시한 사시도이다. 본 발명의 실시예에 따른 수소 발생장치는 중공의 파이프 또는 채널 형상을 가지는 몸체(10)와 상기 몸체(10)의 양단에 연결되는 입구(11)측 배관과 출구(12)측 배관을 구비한다. 상기 몸체(10)는 상기 입,출구측 배관과 플랜지(15) 및 볼트(17)로 결합되어 고압의 작동유체가 누출되지 않도록 한다. 상기 플랜지(15) 연결부 내 에는 고압 씰링부재를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 몸체(10)는 공동방출현상(cavitation emission)에 대하여 내성이 강한, 다시 말해 공동현상의 발생시에 전자를 쉽게 방출하지 않는 재료로 형성되고, 예를들면 세라믹, 사파이어, 또는 루비 등이 바람직하며, 세라믹 소재로는 탄화규소(silicon carbide,SiC) 소결체 등이 사용될 수 있다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 수소 발생장치 몸체의 내부구조를 도시한 단면도이다. 본 실시예에 따른 수소 발생장치는 작동유체가 흐를 수 있는 통로가 구비된 몸체(10)와, 상기 몸체(10) 내에 삽입되어 상기 작동유체를 통과시키며 출구(23)측에 내경이 확대되는 팽창부(22)가 형성된 관통구멍(21)을 적어도 하나 이상 구비하여, 공동방출현상에 의해 고전위의 전기적 임펄스를 발생시키는 유전성 삽입물(20)을 포함한다.
상기 전기적 임펄스에 의해서 작동유체인 물 등이 이온화 된다.
상기 유전성 삽입물(20)은 사파이어 또는 루비 등으로 형성되고, 상기 관통구멍(21)에서 작동유체와 접촉하는 내벽이 석면 또는 불소함유합성 중합체 등과 같이 공동방출현상(cavitation emission)에 민감한, 즉 공동현상에 의하여 전자를 방출하기 쉬운 유전체로 이루어진다. 상기 유전성 삽입물(20)에는 적어도 하나 이상의 관통구멍(21)이 형성되며,
상기 관통구멍(21)은 실린더 형으로서 길이가 25 ㎜ 내지 30 ㎜이고, 직경은 1㎜ 내지 2㎜인 것이 바람직하다.
다른 실시예로는, 상기 유전성 삽입물(20) 자체를 상기 석면 등의 재료로 형 성될 수도 있다.
도 4A 는 본 발명의 실시예에 따른 열 발생장치의 분리수단을 도시한 상면도이고, 도 4B 는 상기 도 4A 의 A-A' 단면을 도시한 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 작동유체의 통로인 채널(51)을 따라 자기장을 인가하는 자성체(52)가 N 극과 S 극을 마주하여 구비된다. 상기 자성체(52)는 1T(테슬라) 내지 2T(테슬라)의 유도레벨을 가지고, 상기 채널(51)은 작동유체의 흐름에 미치는 자기장의 영향을 극대화 하기 위해 자성체(52)가 구비된 변의 길이가 긴 직사각형의 단면적을 갖는 것이 바람직하다.
도 5 는 상기 분리수단의 원리를 도시한 개념도이다. 도면에 도시된 바와 같이 양이온과 음이온을 포함하는 작동유체의 흐름에 수직한 방향의 자기장(B)을 인가하면, 이온의 흐름에 의한 전류(I)와의 상호작용에 의해 로렌츠힘(F)이 발생한다. 따라서, 양이온인 수소이온(H+)은 흐름에 수직한 상향으로 분리되고 음이온인 수산화이온(OH-)은 흐름에 수직한 하향으로 분리된다. 이렇게 분리된 흐름은 두 갈래로 갈라진 분리관으로 이어진다.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 수소 발생장치의 작동유체 공급부를 도시한 개략도이다. 작동유체 공급부는 입구(41)를 통해 외부 또는 상기 집속수단의 제 3 배출구로부터 작동유체를 입력 받아 1 차적으로 정수하는 1 차 정수부(31), 상기 1 차 정수부를 거친 작동유체를 저장하는 제 1 저수조(32), 상기 제 1 저수조에 일시적으로 저장된 작동유체를 2 차적으로 정수하는 2 차 정수부(33), 상기 2 차 정 수부(33)를 거친 고순도의 작동유체를 일시적으로 저장하는 제 2 저수조(34), 및 상기 제 2 저수조의 출구측에 구비되고, 상기 고순도의 작동유체를 5∼7MPa 의 압력으로 가압하여 출구(43)를 통해 상기 몸체(10)의 입구(11)로 공급하는 출력펌프(35)를 포함한다.
상기 1차 및 2차 정수부를 거치고 제 2 저수조에 저장된 작동유체는 고순도의 물로서, 약 1012Ω·m 정도의 전기저항을 갖는 것이 바람직하다.
상기 1 차 및 2 차 정수부는 통상의 초정수장치와 같이 마이크로 필터, 삽투압 필터, 또는 컴비네이션 필터를 포함하여 구성되고, 하나 또는 수개의 중간가압펌프(36)를 더 포함할 수 있다. 상기 중간가압펌프(36)로는 로터리펌프, 왕복펌프, 또는 원심펌프 등 다양한 펌프를 적용할 수 있고, 상기 출력펌프(35)로는 일정한 압력을 유지하기 위해 로터리펌프를 적용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 수소 발생장치는 상기 출력펌프(35)를 통하여 가압된 작동유체가 상기 몸체(10)의 입구(11)로 공급되는 경로에는 펄스 발생기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 펄스발생기는 상기 몸체(10)로 공급되는 작동유체에 일정한 주파수의 압력파를 가할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims (20)

  1. 물로 이루어진 작동유체를 정수하고 압력을 가압하여 공급하는 작동유체 공급부;
    상기 작동유체가 흐를 수 있는 통로가 형성된 몸체;
    상기 몸체내의 통로에 삽입되고, 관통구멍을 통해 상기 작동유체를 통과시키며, 공동방출현상에 의해 발생하는 전기적 임펄스를 유지시켜 작동유체의 이온화를 유지시키는 루비 또는 사파이어로 형성된 유전성 삽입물;
    상기 전기적 임펄스에 의하여 이온화된 상기 작동유체의 흐름에 자기장을 인가하여 이온들을 전기적 극성에 따라 분리시키는 분리수단; 및
    상기 분리수단에 의해 분리된 이온들을 각각 집속하여 수소기체를 발생시키는 집속수단
    을 포함하는 수소 발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체는 실리콘카바이드 소결체로 이루어진 세라믹, 루비 및 사파이어로 이루어진 그룹 중에서 어느 하나로 형성되는
    수소 발생장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 작동유체와 접촉하는 상기 관통구멍의 내벽에는 공동방출현상에 민감한 석면 또는 불소함유합성 중합체로 이루어진 유전체로 형성된 층을 구비하는
    수소 발생장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전성 삽입물의 관통구멍은 그 출구측에 구멍의 단면적이 확대되는 팽창부를 구비함으로써 상기 관통구멍을 통과한 작동유체의 압력이 급격히 낮아지도록 하는
    수소 발생장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리수단은,
    작동유체가 흐르는 채널과;
    상기 채널의 측면에 구비되고, N 극과 S 극이 마주보도록 구비되어 작동유체의 흐름에 자기장을 인가하는 자성체; 및
    상기 작동유체의 흐름으로부터 전기적 극성에 따라 상기 자기장의 방향에 수직하게 분리된 이온들을 각각 두 갈래로 안내하는 분리관을 포함하는
    수소 발생장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 집속수단은 밀폐된 탱크로 이루어지고,
    상기 탱크는,
    상기 분리수단에 의해 분리된 H+ 또는 OH-이온을 각각 포함하는 작동유체가 공급되는 투입구;
    지그재그형으로 형성되어 상기 작동유체와 접촉되고, 그 표면에서 발생된 기체가 상승할 수 있도록 하는 촉매판;
    상기 촉매판에서 발생하여 상승한 수소기체를 선택적으로 통과시키는 멤브레인;
    상기 멤브레인의 상측에 형성되고 상기 멤브레인을 통과한 수소기체를 배출하는 제 1 배출구;
    상기 멤브레인의 하측에 형성되고 상기 멤브레인을 통과하지 않은 산소 또는 수증기가 섞인 수소기체를 배출하는 제 2 배출구; 및
    상기 촉매판을 거친 물을 다시 회수하여 작동유체 공급부로 회송하는 제 3 배출구를 포함하는
    수소 발생장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 집속수단은,
    상기 제 1 배출구에 연결되어 수소기체를 저장하는 제 1 수소탱크;
    상기 제 2 배출구에 연결되어 산소 또는 수증기가 섞인 수소기체를 저장하는 제 2 수소탱크; 및
    상기 각각의 수소탱크 입구측에 구비되어 기체의 역류를 방지하는 체크밸브를 더 포함하는
    수소 발생장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 촉매판은 로듐 또는 팔라듐으로 형성되는 수소 발생장치.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 작동유체 공급부는 정수된 물을 5~7MPa 의 압력으로 가압하여 작동유체로서 공급하는 출력펌프를 포함하는
    수소 발생장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 작동유체 공급부는 상기 출력펌프 후단에 연결되어 상기 작동유체의 흐름에 압력파를 가하는 펄스 발생기를 더 포함하는
    수소 발생장치.
  14. 물을 정수하고 압력을 가압하여 물로 이루어진 작동유체로서 공급하는 작동유체 공급부;
    공동방출현상에 대하여 내성이 강한 실리콘카바이드 소결체로 이루어진 세라믹 소재로 형성되고, 상기 작동유체가 흐를 수 있는 통로가 형성된 몸체:
    상기 몸체내의 통로에 삽입되고, 공동방출현상에 대하여 민감한 석면 또는 불소함유합성 중합체로 이루어진 유전체의 층으로 형성된 내벽 및 출구측에서 단면적이 확장되는 팽창부를 구비하는 관통구멍을 통해 상기 작동유체를 통과시키며, 상기 팽창부에서 발생하는 공동방출현상에 의해 발생하는 전기적 임펄스를 유지시켜 작동유체의 이온화를 유지시키는 루비 또는 사파이어로 이루어진 유전성 삽입물;
    상기 전기적 임펄스에 의하여 이온화된 상기 작동유체가 흐르는 채널과, 상기 채널의 측면에 구비되고, N 극과 S 극이 마주보도록 구비되어 작동유체의 흐름에 자기장을 인가하는 자성체, 및 상기 작동유체의 흐름으로부터 전기적 극성에 따라 상기 자기장의 방향에 수직하게 분리된 이온들을 각각 두 갈래로 안내하는 분리관을 포함하는 분리수단; 및
    상기 분리수단에 의해 분리된 이온들을 각각 집속하여 수소기체를 발생시키는 집속수단을 포함하는
    수소 발생장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 집속수단은 밀폐된 탱크로 이루어지고,
    상기 탱크는,
    상기 분리관의 양측 후단으로부터 H+ 또는 OH-이온을 각각 포함하는 작동유체가 공급되는 투입구;
    지그재그형으로 형성되어 상기 작동유체와 접촉되고, 그 표면에서 발생된 기체가 상승할 수 있도록 하는 촉매판;
    상기 촉매판에서 발생하여 상승한 수소기체를 선택적으로 통과시키는 멤브레인;
    상기 멤브레인의 상측에 형성되고 상기 멤브레인을 통과한 수소기체를 배출하는 제 1 배출구;
    상기 멤브레인의 하측에 형성되고 상기 멤브레인을 통과하지 않은 산소 또는 수증기가 섞인 수소기체를 배출하는 제 2 배출구; 및
    상기 촉매판을 거친 물을 다시 회수하여 작동유체 공급부로 회송하는 제 3 배출구를 포함하는
    수소 발생장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 집속수단은,
    상기 제 1 배출구에 연결되어 수소기체를 저장하는 제 1 수소탱크;
    상기 제 2 배출구에 연결되어 산소 또는 수증기가 섞인 수소기체를 저장하는 제 2 수소탱크; 및
    상기 각각의 수소탱크 입구측에 구비되어 기체의 역류를 방지하는 체크밸브를 더 포함하는
    수소 발생장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 촉매판은 로듐 또는 팔라듐으로 형성되는
    수소 발생장치.
  20. 물을 정수하고 압력을 가압하여 물로 이루어진 작동유체로서 공급하는 작동유체 공급부;
    공동방출현상에 대하여 내성이 강한 실리콘카바이드 소결체로 이루어진 세라믹 소재로 형성되고, 상기 작동유체가 흐를 수 있는 통로가 형성된 몸체;
    상기 몸체내의 통로에 삽입되고, 공동방출현상에 대하여 민감한 석면 또는 불소함유합성 중합체로 이루어진 유전체의 층으로 형성된 내벽 및 출구측에서 단면적이 확장되는 팽창부를 구비하는 관통구멍을 통해 상기 작동유체를 통과시키며, 상기 팽창부에서 발생하는 공동방출현상에 의해 발생하는 전기적 임펄스를 유지시켜 작동유체의 이온화를 유지시키는 루비 또는 사파이어로 이루어진 유전성 삽입물;
    상기 전기적 임펄스에 의하여 이온화된 상기 작동유체가 흐르는 채널과, 상기 채널의 측면에 구비되고, N 극과 S 극이 마주보도록 구비되어 작동유체의 흐름에 자기장을 인가하는 자성체, 및 상기 작동유체의 흐름으로부터 전기적 극성에 따라 상기 자기장의 방향에 수직하게 분리된 이온들을 각각 두 갈래로 안내하는 분리관을 포함하는 분리수단; 및
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    수소 발생장치.
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