KR100900664B1 - 수소발생방법과 장치 및 이를 갖는 연료전지 - Google Patents

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Abstract

수소발생방법과 장치 및 이를 갖는 연료전지를 제공한다.
본 발명은 수소발생용 알칼리 촉매가 물에 일정량 용해된 알칼리 수용액을 제공하고, 수소발생용 무기염촉매가 수소발생용 금속에 일정비율로 혼합된 금속펠릿을 제공하고, 상기 알칼리 수용액과 금속펠릿의 혼합시 이루어지는 반응에 의해 수소를 발생시킨다.
본 발명에 의하면, 외부로부터의 특별한 열원의 필요없이 화학반응에 의해서 수소를 시간대비 지속적이고 안정적으로 발생시킬 수 있다.
수소, 연료전지, 알루미늄, 알칼리 수용액, 염기성, 촉매, 수용부, 커버

Description

수소발생방법과 장치 및 이를 갖는 연료전지{Method and Device for Generating Hydrogen and Fuel Cell Having the Same}
본 발명은 수소를 발생시키는 방법과 장치 및 연료전지에 관한 것으로 보다 상세히는 외부로부터의 특별한 열원의 필요없이 화학반응에 의해서 수소를 시간대비 지속적이고 안정적으로 발생시킬 수 있는 수소발생방법과 장치 및 이를 갖는 연료전지에 관한 것이다.
최근 휴대폰, PDA, 디지털 카메라, 노트북 PC 등 휴대용 소형 전자기기의 사용이 증가하고 있으며, 특히 휴대폰용 DMB 방송이 시작되면서 휴대용 소형 단말기에서 전원 성능의 향상이 요구되고 있는 실정이다.
현재 일반적으로 사용되고 있는 리튬 이온 2차전지는 그 용량이 DMB 방송을 2시간정도 시청할 수 있는 수준이며, 성능 향상이 진행되고 있기는 하지만, 보다 근본적인 해결방안으로서 보다 소형화되고 고용량의 전원공급이 가능한 연료전지에 대한 기대가 커지고 있다.
일반적으로 연료전지는 연료의 산화(酸化)에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 것이고, 이는 산화 및 환원반응을 이용한다는 점에 있 어서 기본적으로는 보통의 화학전지와 같지만, 닫힌 계내(系內)에서 전지반응(電池反應)을 하는 화학전지와 달리 반응물이 외부에서 계 내부로 연속적으로 공급되며 또한 반응생성물이 연속적으로 계외(系外)로 제거된다는 점에서 화학전지와는 서로 다른 것이다.
이러한 연료전지를 구현할 수 있는 방식으로서는 연료극에 메탄올과 같은 탄화수소계 연료을 직접 공급하는 직접 메탄올(Direct Methanol)방식과, 메탄올로부터 수소를 추출하여 연료극에 주입하는 RHFC(Reformed Hydrogen Fuel Cell) 방식이 알려져 있으며, 상기 RHFC 방식은 PEM(Polymer Electrode Membrane) 방식과 같이 수소를 연료로 사용하므로 고출력화, 단위 체적당 구현 가능한 전력용량, 그리고 물 이외의 반응물이 없는 점에서 장점이 있으나 시스템에 별도의 개질기(Reformer)가 추가되어야 하므로 소형화에 불리한 단점을 가지고 있다.
이와 같이 연료전지가 높은 전원 출력밀도를 얻기 위해서는 액체연료를 수소와 같은 기체연료로 만들어주기 위한 개질기(Reformer)가 필수적으로 채용되어야 하며, 이러한 개질기는 탄화수소계 액체연료를 기체상태로 기화시키는 증발부와, 250℃ 내지 350℃ 의 온도에서 촉매반응을 통하여 연료인 메탄올을 수소로 전환시키는 개질부, 그리고 개질반응시 부가적으로 발생되는 부산물인 CO가스(또는 CO2가스)를 제거하는 CO 제거부(또는 CO2 제거부)를 추가로 포함하여 구성된다.
그러나, 상기 개질부에서의 개질반응은 반응시 250℃ 내지 350℃ 사이로 유지시키면서 이루어지는 흡열반응이며, 상기 CO 제거부에서는 반응시 170℃ 내지 200℃ 정도의 열이 발생되는 발열반응이기 때문에, 양호한 반응효율을 얻기 위해서는 구조가 복잡한 고온 시스템을 요구하게 되고, 이로 인하여 전체적인 연료전지의 장치구조가 복잡해지고 이를 제조하는데 소요되는 비용을 절감하는데 한계가 있었다.
또한, 개질반응시 발생되는 부산물인 CO가스 또는 CO2가스를 제거하기 위하여 별도의 제거부를 필수적으로 구비해야만 하기 때문에 전체부피를 줄이고 제조비용을 절감하는데 한계가 있었다.
한편, 국제공개특허 WO 02/08118호에는 물이 일정량 채워지는 용기내에 가성소다와 알루미늄을 포함하는 연료카트리지를 배치함으로서 수산화 나트륨(NaOH)과 같은 고농도의 가성소다를 촉매로 하여 물과 알루미늄을 가수분해시키면, 하기 반응식 1 과 같이 가수분해물인 Al(OH)3와 수소(H2)를 발생시키고, 가수분해물인 Al(OH)3 은 산소와 결합하여 알루미나(Al2O3)가 되어 알루미늄에 부착되지만 가성소다에 의해서 알루미늄으로부터 분리됨으로서 발열을 수반하는 가수분해반응이 연속하여 이루어짐과 동시에 상기 용기내에서 발생된 수소는 배관을 통하여 버너로 공급되어 버너의 연료로 사용하는 기술이 개시되어 있다. 한편, 국제공개특허 WO 02/08118호에는 물이 일정량 채워지는 용기내에 가성소다와 알루미늄을 포함하는 연료카트리지를 배치함으로서 수산화 나트륨(NaOH)과 같은 고농도의 가성소다를 촉매로 하여 물과 알루미늄간의 가수분해반응에 의해서 하기 반응식 1 과 같이 알루 미나(Al2O3)와 수소(H2)를 발생시키고, 상기 용기내에서 발생된 수소는 배관을 통하여 버너로 공급되어 버너의 연료로 사용하는 기술이 개시되어 있다.
2Al + H2O → Al2O3 + 3H2 (촉매 ; NaOH)
그러나, 이러한 공지기술은 취급하기 곤란한 가성소다를 고농도로 용기내에 투입해야만 하기 때문에 취급 및 사용이 번거롭고 인체에 해로운 문제점이 있었다.
또한, 용기가 수직한 상태에서 수평상태로 전환되면서 일정각도로 경사지는 경우, 상기 용기내에 채워진 물의 수위가 변화되고 이로 인하여 연료카트리지가 물로부터 일부 노출되면, 상기 반응식 1과 같은 반응에 의한 수소발생량이 현저히 줄어들거나 완전히 중단될 수 있기 때문에, 상기 연료카트리지가 용기내에 채워진 물의 수면아래에 항상 침지되는 상태를 유지하도록 상기 용기가 항상 수직한 상태를 유지해야만 하고, 이로 인하여 사용 및 취급상 번거로운 문제점이 있었다.
그리고 미국특허공개 2005/0232837호에는 NaCl, NaNo3, KCL 등과 같은 유기염(inorganic salt)이 물과 일정비율로 혼합된 수용액을 알루미늄 분말과 반응시켜 수소를 발생시키는 방법이 개시되어있다.
그러나, 이러한 방법은 알루미늄 분말과 유기염이 포함된 수용액간의 반응에 의하여 수소발생를 발생시키는 초기에 반드시 55도이상의 열을 필요로 하는 흡열반응을 수반하기 때문에 이러한 흡열반응을 위하여 열원을 제공하는 별도의 가열기를 추가하여 구비해야만 하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로써, 그 목적은 외부로부터의 특별한 열원의 필요없이 자열(自熱)반응에 의해서 수소를 시간대비 지속적이고 안정적으로 발생시킬 수 있는 수소발생방법 및 장치를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수소발생용 알칼리 촉매가 물에 일정량 용해된 알칼리 수용액을 제공하고, 수소발생용 무기염촉매가 수소발생용 금속에 일정비율로 혼합된 금속펠릿을 제공하고, 상기 알칼리 수용액과 금속펠릿의 혼합시 이루어지는 반응에 의해 수소를 발생시키며, 상기 수소발생용 무기염촉매는 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘,질산나트륨으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택되며, 상기 수소발생용 금속은 알루미늄, 마그네슘, 실리콘, 아연으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택되는 것을 특징으로 하는 수소발생방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 알칼리 수용액이 채워진 제1 챔버가 상기 금속펠릿이 채워진 제2 챔버와의 상하적층시 상기 제1 챔버의 외부면에 형성된 박막부와 대응하는 제2챔버와 외부면에 형성된 중공원통상의 삽입연결구가 상기 박막부를 통하여 상기 제1 챔버의 내부로 삽입됨으로서 상기 제1챔버내의 알칼리 수용액이 자중에 의해서 상기 제2 챔버내로 유입된다.
더욱 바람직하게, 상기 제2챔버는 상기 제1챔버보다 상대적으로 큰 내부공간을 갖도록 구비된다.
바람직하게, 상기 알칼리 용액과 금속펠릿중 어느 하나가 채워지는 제1챔버와 그 나머지가 채워지는 제1챔버사이를 좌우로 분할하는 격벽을 제거하거나 파손 하거나 하여 통로를 형성함으로서 알칼리 용액과 금속펠릿을 서로 혼합한다.
바람직하게, 상기 수소발생용 알칼리 촉매는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼슘 및 수산화철로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택된다.
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바람직하게, 상기 수소발생용 금속과 물과의 가수분해시 발생되는 수소의 발생량은 상기 알칼리 수용액에 포함된 알칼리 촉매의 농도, 상기 금속펠릿의 입도크기 및 상기 염기성 촉매의 농도중 어느 하나를 가변시켜 조절된다.
또한 본 발명은 수소발생용 알칼리 촉매가 물에 용해된 알칼리 수용액이 채워지는 제1 챔버와 수소발생용 무기염촉매가 수소발생용 금속에 혼합된 금속펠릿이 충진되는 제2 챔버를 구비하는 수용부 ; 상기 알칼리 수용액과 금속펠릿간의 혼합에 의한 화학반응시 상기 수용부에서 발생된 수소가 배출되는 적어도 하나의 수소 배출공을 갖추어 상기 수용부의 개방면을 덮어 밀폐하는 커버; 를 포함하며, 상기 수소발생용 무기염촉매는 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘,질산나트륨으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택되며, 상기 수소발생용 금속은 알루미늄, 마그네슘, 실리콘, 아연으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택되는 것을 특징으로 하는 수소발생장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 수용부는 상기 커버가 개방면을 밀폐하는 제1 챔버와, 상기 제1 챔버와 외부면에 상기 제1 챔버와의 상하적층시 상기 제1 챔버내로 삽입되는 삽입연결구를 구비하는 제2 챔버를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 제1챔버에는 알칼리 수용액이 채워지고, 상기 제2챔 버에는 금속펠릿이 채워진다.
더욱 바람직하게, 상기 삽입연결구와 대응하는 상기 제1 챔버의 외부면에는 상기 삽입연결구의 가압력에 의해서 개구되는 박막부를 구비한다.
더욱 바람직하게, 상기 커버는 상기 제1챔버의 상단에 일체로 구비된다.
바람직하게, 상기 수용부는 알칼리 수용액과 금속펠릿중 어느 하나가 채워지는 제1챔버와, 나머지 하나가 채워지는 제2 챔버 및 상기 제1,2챔버를 좌우로 분할하도록 수용부의 바닥면으로부터 개방단까지 연장되는 격벽을 포함한다.
바람직하게, 상기 수소 배출공에는 기액분리막을 구비한다.
바람직하게, 상기 수소발생용 알칼리 촉매는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼슘 및 수산화철로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택된다.
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또한, 본 발명은 수소발생용 알칼리 촉매가 물에 용해된 알칼리 수용액이 채워지는 제1 챔버와 수소발생용 무기염촉매가 수소발생용 금속에 혼합된 금속펠릿이 충진되는 제2 챔버를 구비하는 수용부 ; 상기 알칼리 수용액과 금속펠릿간의 혼합에 의한 화학반응시 상기 수용부에서 발생된 수소가 배출되는 적어도 하나의 수소 배출공을 갖추어 상기 수용부의 개방면을 덮어 밀폐하는 커버; 및 상기 수용부로부터 수소를 공급받아 전기를 발생시키는 발전부;를 포함하며, 상기 수소발생용 무기염촉매는 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘, 질산나트륨으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택되며, 상기 수소발생용 금속은 알루미늄, 마그네슘, 실리콘, 아연으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택되는 연료전지를 제공한다.
바람직하게, 상기 수용부는 상기 커버가 개방면을 밀폐하는 제1 챔버와, 상기 제1 챔버와 외부면에 상기 제1 챔버와의 상하적층시 상기 제1 챔버내로 삽입되는 삽입연결구를 구비하는 제2 챔버를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 제1챔버에는 알칼리 수용액이 채워지고, 상기 제2챔버에는 금속펠릿이 채워진다.
더욱 바람직하게, 상기 삽입연결구와 대응하는 상기 제1 챔버의 외부면에는 상기 삽입연결구의 가압력에 의해서 개구되는 박막부를 구비한다.
더욱 바람직하게, 상기 커버는 상기 제1챔버의 상단에 일체로 구비된다.
바람직하게, 상기 수용부는 알칼리 수용액과 금속펠릿중 어느 하나가 채워지는 제1챔버와, 나머지 하나가 채워지는 제2 챔버 및 상기 제1,2챔버를 좌우로 분할하도록 수용부의 바닥면으로부터 개방단까지 연장되는 격벽을 포함한다.
바람직하게, 상기 수소 배출공에는 기액분리막을 구비한다.
바람직하게, 상기 수소발생용 알칼리 촉매는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼슘 및 수산화철로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택된다.
바람직하게, 상기 수소발생용 무기염촉매는 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘,질산나트륨으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택된다.
바람직하게, 상기 수소발생용 금속은 알루미늄, 마그네슘, 실리콘, 아연으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택된다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 수소발생용 알칼리 촉매가 물에 일정량 용해된 알칼리 수용액과, 수소발생용 무기염촉매가 수소발생용 금속에 일정비율로 혼합된 금속펠릿을 혼합시킴으로서 수소발생용 금속과 물과의 가수분해반응에 의해서 연료전지의 연료인 수소를 발생시킴과 동시에 수소발생시 부생되어 수소발생용 금속에 부착되는 부생물을 알칼리 촉매 및 무기염 촉매로서 분리제거할 수 있기 때문에 시간대비 수소가 발생되는 발생량을 시간대비 일정하게 유지하고, 발생된 수소를 연료로 하는 연료전지에서 전기를 시간대비 일정하게 발생시킬 수 있는 것이다.
또한, 수소발생용 금속과 물과의 가수분해반응에 의해 발생되는 수소를 상온에서 외부로부터 열을 공급하는 공급원을 추가로 설치하지 않고, 일산화탄소나 이산화탄소의 발생없이 안정적으로 얻을 수 있기 때문에, 장치의 부피를 줄여 소형화를 도모하고, 취급 및 사용이 편리하여 휴대단말기, 전자수첩, PDA, PMP,MP3 플레이어, 네비게이션 등의 연료전지로 사용할 수 있는 것이다.
이하,본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 수소발생장치를 갖는 연료전지를 도시한 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수소발생장치를 갖는 연료전지를 도시한 조립도이며, 도 3은 본 발명에 따른 수소발생장치를 갖는 연료전지를 도시한 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 수소발생장치(1)는 도 1 내지 3에 도시한 바와같이, 수용부(10)와 커버(20)를 포함하여 구성되는바, 이러한 장치(1)는 수소발생용 알칼리 촉매가 물에 용해된 일정량의 알칼리 수용액이 수용되고, 일정량의 수소발생용 금속분말이 수용되어 이들간의 화학반응에 의해서 수소를 발생시키는 것이다.
이에 따라, 일정량의 알칼리 수용액과 수소발생용 금속분말이 서로 각각 별도로 저장된 다음 수소를 발생시키고자 하는 경우 이들이 접촉되어 혼합되면서 화학반응이 이루어지도록 서로 분리하여 보관하는 것이 바람직하다.
상기 수용부(10)는 일정크기의 내부공간을 갖는 제1챔버(11)와 제2 챔버(12)를 각각 구비하고, 상기 제1,2챔버(11)(12)는 상하적층되는 것이 바람직하다.
상기 제1 챔버(11)에는 물에 잘 녹는 수용성 수소발생용 알칼리 촉매가 물에 용해된 일정량의 알칼리 수용액이 수용되고, 상기 제1 챔버(11)의 개방된 일측에 조립되는 커버(20)에는 발생된 수소를 외부배출하는 수소배출공(22)을 구비한다.
상기 수소발생용 알칼리 촉매는 물에 잘 녹을 수 있는 알칼리계 물질을 포함하는바, 이는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼슘, 및 수산화철로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2 챔버(12)에는 일정량의 금속펠릿을 충진하게 되고, 이러한 금속펠릿은 고체상으로 이루어진 일정량의 수소발생용 무기염 촉매가 고체상으로 이루어진 일정량의 수소발생용 금속과 서로 일정비율로 혼합되어 제조된다.
여기서, 상기 수소발생용 무기염 촉매는 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘,질산나트륨으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택되는 것이 바람직하며, 상기 금속은 알루미늄, 마그네슘, 실리콘, 아연으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택되는 것이 바람직하다.
상기 금속펠릿은 구형 또는 직육면체상으로 이루어질 수 있지만, 금속펠릿과 수소발생용 알칼리 촉매를 포함하는 알칼리 수용액과의 반응시 화학반응이 보다 서서히 이루어지면서 수소발생량을 지속적으로 장시간 유지하기 위해서 구형의 펠릿에서 얻어지는 표면적보다 상대적으로 작은 표면적을 갖는 직육면체상으로 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 챔버(11)와 대응하는 상기 제2 챔버(12)의 외부면에는 상기 제1 챔버(11)와의 결합시 상기 제1 챔버(11)내로 강제로 삽입되어 상기 제1 챔버(11)내의 알칼리 수용액을 상기 제2 챔버(12)로 안내유입하는 삽입연결구(14)를 구비한다.
그리고, 상기 삽입연결구(14)와 대응하는 상기 제1 챔버(11)의 외부면에는 상기 제1챔버(11)와 제2챔버(12)간의 결합시 상기 삽입연결구(14)의 가압력에 의해서 강제로 개구되는 박막부(15)를 구비하며, 상기 박막부(15)는 외부충격에 의해서 파손되기 용이하도록 제1 챔버(11)의 몸체두께보다 상대적으로 얇은 두께로 구비되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 삽입연결구(14)는 선단이 뾰족한 중공원통상으로 구비됨에 따라, 상기 박막부(15)를 통하여 상기 제1 챔버(11)의 내부로 삽입됨으로서 상기 제1,2챔버(11)(12)를 서로 연결하는 통로역활을 하여 상기 제1챔버(11)내에 수용된 알칼리 수용액은 자중에 의해서 상기 제2 챔버(12)내로 자연스럽게 유입된다.
또한, 상기 삽입연결구(14)의 선단에는 상기 제1챔버(11)의 박막부(15)를 통해 상기 제1 챔버(11)내로 삽입된 후 분리되는 것을 방지할 수 있도록 걸림턱을 구비하며, 상기 제1,2챔버(11)(12)의 결합시 상기 삽입연결구(14)와 제1챔버(11)간의 결합부위로부터 수용액 및 수소가 외부배출되는 것을 방지하도록 오링부재(14a)를 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2 챔버(12)는 상기 제1 챔버(11)의 내부공간보다 적어도 2배이상의 크기로 구비되어 상기 제1 챔버(11)내에 수용된 알칼리 수용액을 수소발생용 분말과 더불어 내부수용할 수 있는 내부공간을 갖도록 구비되는 것이 바람직하다.
상기 커버(20)는 상기 수용부(10)의 개방면인 상기 제1챔버(11)의 개방단을 덮어 밀폐하도록 구비되는 판상의 구조물이며, 상기 제1 챔버(11)내의 알칼리 수용액이 상기 제2 챔버(12)내로 유입되면서 금속펠릿과 알칼리 수용액간의 화학반응시 발생된 수소가 배출되는 수소 배출공(22)을 적어도 하나 이상 구비한다.
이러한 커버(20)와 상기 수용부(10)사이에는 상기 제1 챔버(11)내의 알칼리 수용액과 제2 챔버(12)내의 금속펠릿 및 화학반응시 발생된 수소가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있도록 미도시된 실링부재를 매개로 접합연결되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 커버(20)는 알칼리 수용액이 채워지는 제1챔버(11)의 상단에 일체로 구비될 수 도 있으며, 이러한 경우, 상기 제1챔버의 개방측을 밀폐하도록 커버를 조립하는 공정을 생략하여 조립공정 및 부품수를 줄일 수 있다.
또한, 상기 수소 배출공(22)에는 알칼리 수용액과 금속펠릿은 수용부(20)내 에 잔류시키고 기체상의 수소만을 외부배출할 수 있도록 기액분리막(22a)을 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 기액분리막(22)은 테프론 계열의 고어텍스(GORETEX) 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 또는 폴리비닐디플루오라이드(PVDF) 또는 테드라플로오르에틸렌-페르폴루오트 알킬비닐에테르 공중합체(PFA) 또는 폴리설폰 계열의 폴리머 및 이들의 혼합물로 제조된다.
한편, 상기 제1챔버(11)와 제2챔버(12)는 도 1 내지 3에 도시한 바와 같이,서로 개별적으로 분리되는 독립적인 직육면체상의 박스구조물이 수소를 발생하고자 하는 경우 상하적층되는 일체로 구조로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1,2챔버(11a,12a)는 도 4에 도시한 바와 같이, 하나의 박스내에서 서로 일체로 구비되는 직육면체상의 박스구조물이 바닥면으로부터 개방단까지 연장되는 격벽(13)에 의해서 좌우로 분할되는 것으로 구비될 수도 있다.
여기서, 상기 제1챔버(11a)에는 알칼리 수용액과 금속펠릿중 어느 하나가 채워지고, 나머지는 제2 챔버(12a)에 채워지게 된다.
상기 격벽(13)은 외부충격에 의해서 손상되기 용이한 소재로 얇은 두께로 구비되거나 제1 챔버(11)와 제2 챔버(12)간의 공간을 서로 연결할 수 있도록 별도의 개폐장치를 구비할 수도 있다.
상기한 구성을 갖는 수소발생장치(1)의 수용부(10)에서 도 3에 도시한 바와 같이, 제2 챔버(12)의 삽입연결구(14)가 제1 챔버(12)의 박막부(15)에 대응하여 접 한 상태에서, 상기 제1챔버(11)와 제2챔버(12)가 상하결합하여 적층하게게 되면, 상기 삽입연결구(14)의 선단에 접하는 박막부(15)가 제1,2챔버(11)(12)간의 결합시 발생되는 결합력에 의해서 파손되면서 상기 삽입연결구(14)는 제1 챔버(11)내로 강제 삽입하게 되고, 상기 제1,2챔버(11)(12)는 상기 삽입연결구(14)를 매개로 서로 연결된다.
이러한 경우, 상기 제1 챔버(11)내에 채워져 있던 알칼리 수용액는 중공원통형 삽입연결구(14)를 통하여 자중에 의해서 제2 챔버(12)내로 유입됨으로서 이에 충진된 금속펠릿과 자연스럽게 접촉하게 된다.
그리고, 상기 알칼리 수용액에 포함되는 물과 상기 금속펠릿에 포함된 수소발생용 금속이 서로 접촉하면서 화학반응을 하게 되면, 반응식 1과 같이 가수분해 반응에 의해서 수소가 발생된다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 하나의 박스구조물내에 좌우로 배치된 제1,2챔버(11)(12)를 분할하는 격벽(13)을 외력에 의해서 인위적으로 파손하거나 제거하거 별도의 개폐장치를 개방하여 통로를 형성하게 되면, 상기 제1 챔버(11)내에 채워져 있던 알칼리 수용액이 제2 챔버(12)내로 유입되어 이에 충진된 금속펠릿과 접촉하게 된다.
이에 따라, 상기와 마찬가지로 상기 알칼리 수용액에 포함되는 물과 상기 금속펠릿에 포함된 수소발생용 금속이 서로 접촉하면서 화학반응을 하게 되면, 가수분해 반응에 의해서 수소가 발생된다.
여기서, 상기 수소발생용 금속이 알루미늄인 경우 물과의 반응시 수소(H2)를 발생시킴과 동시에 용해도가 낮은 부생물인 Al(OH)3 을 생성시키고, Al(OH)3 은 산소와 반응되어 알루미나(Al2O3)로 전환되면서 상기 수소발생용 금속의 표면에 부착된다. 이에 따라, 수소발생용 금속과 물과의 가수분해반응에 의한 수소발생을 지연시키거나 중단시키게 된다.
그러나, 상기 알칼리 수용액에는 수산화나트륨과 같은 알칼리 촉매가 포함되어 있기 때문에, 알칼리 촉매에 의해서 수소발생용 금속표면에 부착되는 알루미나는 하기 반응식 2과 같은 촉매반응에 의해서 소듐 알루미네이트(Sodium aluminate)(NaAlO2)로 전환되어 수소발생용 금속표면으로부터 분리제거됨으로서 수소를 발생시키는 가수분해반응을 연속적으로 수행하게 된다.
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
이때, 알칼리 촉매에 의해서 알루미늄과 같은 수소발생용 금속표면에 부착되는 알루미나를 분리제거하는 촉매반응은 발열반응을 수반하기 때문에 80 내지 90℃ 의 열을 발생시키게 되고, 이러한 열은 흡열반응을 수반하는 무기염 촉매와 수소발생용 금속간의 촉매반응시 필요로 하는 열원으로 사용하게 된다.
또한, 상기 수용부(10)에서 수소가 발생되는 수소발생량은 알칼리 수용액에 용해되는 알칼리 촉매물질의 농도에 비례하는바, 상기 알칼리 수용액의 농도가 0.1wt% 보다 낮으면 시간대비 발생되는 수소의 발생량이 너무 적고, 0.5wt% 보다 높으면 시간대비 짧은 시간내에 수소의 발생량이 급격히 증가하기 때문에, 알칼리 수용액의 농도는 0.1 내지 0.5wt% 으로 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 수용부(10)에서 수소발생용 금속과 물이 반응하는 속도는 수소발생용 금속의 입자크기에 반비례하는바, 상기 수소발생용 금속의 입자크기가 작으면 작을 수록 알칼리 촉매를 포함하는 물과의 접촉면적이 커져 반응이 보다 빠르게 이루어지는 반면에 입자크기가 크면 클수록 물과의 접촉면적이 작아져 반응이 느려지게 이루어지게 된다.
이에 따라, 상기 알칼리 수용액에 포함된 알칼리 촉매의 농도를 가변시켜 수소발생량을 조절하고, 수소발생용 금속의 입자크기를 가변시켜 반응속도 및 수소발생량을 조절할 수 있는 것이다.
한편, 금속펠릿에 포함된 수소발생용 무기염 촉매는 알칼리 수용액에 용해되면서 무기염 촉매에 포함된 염소성분(Cl-) 이 수소발생용 금속인 알루미늄과 그 표면에 부착되어 형성되는 옥사이드 층(oxide layer)인 알루니마(Al2O3)사이로 침투하여 산소를 흡착하면서 불순물로 덮인 알루미늄의 표면을 녹이게 된다.
이에 따라, 수소발생용 금속인 알루미늄과 물과의 가수분해반응을 연속하여 진행시키면서 수소발생을 안정적으로 유지하게 된다.
여기서, 상기 무기염 촉매로서 수소발생용 금속인 알루미늄의 표면에 부착된 불순물을 제거하는 촉매반응은 흡열반응을 수반하는 것으로 50 내지 60도의 열을 필요로 하지만, 알칼리 수용액에 포함된 수소발생용 알칼리 촉매에 의한 촉매반응시 수반되는 발열반응에 의해서 발생되는 열을 제공함으로서 외부로부터 별도의 열을 공급하지 않고도 자연적으로 가수분해 반응을 연속하여 진행시킬 수 있는 것이다.
이때, 상기 알칼리용액의 pH농도는 상기한 촉매반응이 원활하게 이루어질 수 있도록 4 내지 10으로 유지하는 것이 바람직하다.
<실시예>
수용부의 제1챔버에 채워지는 알칼리 수용액은 0.5wt% 수산화나트륨 수용액이고, 제2챔버에 충진되는 금속펠릿은 15wt% 염화칼륨의 염기성 촉매 분말과 10㎛의 입자크기를 갖는 알루미늄 금속분말을 혼합하여 제조한다.
이러한 금속펠릿과 알칼리 수용액이 서로 혼합되면서 화학반응이 이루어지면, 하기 표 1 및 도 5와 같이 시간대비 수소발생량이 일정하고 안정적으로 발생됨을 알 수 있다.
시간(분) 분당 수소발생유량(cc/분) 수소발생유량 전체 수소발생유량
0 18 18 18
2 18.5 37 55
4 19.3 38.6 93.6
6 20 40 133.6
8 19.7 39.4 173
10 18.8 37.6 210.6
12 18.6 37.2 247.8
14 17.5 35 282.8
16 17.1 34.2 317
18 16.9 33.8 350.8
20 15.7 31.4 382.2
22 15.2 30.4 412.6
24 15.1 30.2 442.8
26 15.3 30.6 473.4
28 14 28 501.4
30 14.3 28.6 530
32 14.2 28.4 558.4
34 14.4 28.8 587.2
36 14.1 28.2 615.4
38 14 28 643.4
40 13.9 27.8 671.2
42 13.8 27.6 698.8
44 13.6 27.2 726
46 13.7 27.4 753.4
48 13.5 27 780.4
50 13.5 27 807.4
52 13.2 26.4 833.8
54 13.1 26.2 860
56 13.2 26.4 886.4
58 13 26 912.4
60 12.9 25.8 938.2
또한, 상기 수소발생장치(1)는 도 1 내지 3에 도시한 바와 같이, 발전부(2)와 연결구성함으로서 수소를 연료로 하여 전기를 발생시키는 연료전지(3)를 구성할 수 있다.
상기 발전부(2)는 하나의 단위셀 또는 복수의 단위셀을 다층으로 적층한 스택형태로 이루어질 수 있는데, 단위셀 형태를 예로들어 설명하면 전해질 막(31a)의 양측에 가스를 확산시키기 위한 양극(31b)과 음극(31c)이 접합되어 이루어진 막-전극 접합체(MEA:MEMBRANE-ELECTRODE ASSEMBLY)(31)와, 상기 막-전극 접합체(31)의 양측에 밀착되도록 조립되어 양극(31b)과 음극(31c)에서 연료가스인 수소가 흐르는 유로(32b) 및 산소를 포함하는 공기가 흐르는 통로(33b)를 형성하는 양극, 음극용 분리판(SEPARATOR)(32)(33)과, 상기 분리판(32)(33)과 막-전극접합체(31)사이에 각각 배치되어 양극(31b)과 음극(31c)의 집전극이 되는 양극, 음극용 집전판(34)(35)으로 구성되어 있다.
그리고, 상기 양극 분리판(32)에는 상기 수소발생장치(1)의 커버(20)에 구비된 수소 배출공(22)과 연통연결되는 수소 유입공(32a)을 구비하며, 상기 수소유입공(32a)은 상기 양극분리판(32a)에 형성된 유로(32b)와 연결된다.
상기 양극, 음극용 집전판(34)(35)에는 상기 양극, 음극용 분리판(32)(33)에 형성된 유로(32b)와 통로(33b)에 대응하는 영역에 각각 동일형상의 유로(34a)와 통로(35a)를 각각 구비한다.
또한, 상기 수소발생장치(1)와 발전부(2)는 상기 커버(20)의 수소 배출공(22)과 양극 분리판(32)의 수소 유입공(32a)이 서로 일치되도록 상하적층되고, 상하적층되는 수소발생장치(1)와 발전부(2)는 도 2에 도시한 바와 같이, 복수개의 클립(37)에 의해서 일체형으로 조립되며, 상기 클립(38)은 상기 수소발생장치(1)의 수용부(10)하부면에 형성되는 하부걸림홈(15)과 상기 발전부(2)의 음극 분리판(33) 상부면에 형성되는 상부걸림홈(38)에 각각 상,하부단이 걸려 고정력을 발생시킨다.
따라서, 상기 수소발생장치(1)에서 발생되어 커버(20)의 수소 배출공(22)을 통하여 배출되는 수소는 상기 양극 분리판(32)의 수소 유입공(32a)을 통하여 양극으로 공급되고, 산소를 포함하는 공기는 음극 분리판(33)의 통로(33b)를 통하여 음극으로 공급되도록 한다.
상기와 같이 발전부(2)내로 공급되는 수소와 공기는 고분자전해질막을 사이에 두고 흐르며 양극에서는 하기 반응식 3과 같이 수소의 전기화학적 산화가 진행되고, 음극에서는 하기 반응식 4와 같이, 산소의 전기화학적 환원이 일어나게 된다.
이때 생성되는 전자의 이동으로 인해 전기가 발생되며, 발생된 전기는 양극, 음극용 집전판(34)(35)에서 집전하여 에너지원으로 사용하게 된다.
양(Anode) 전극 반응 : H2 -> 2H+ + 2e-
음(Cathode) 전극 반응 : (1/2)O2 + 2H+ + 2e- --> H2O
본 발명은 특정한 실시예와 관련하여 도시되고 설명되었지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 수소발생장치를 갖는 연료전지를 도시한 분해사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수소발생장치를 갖는 연료전지를 도시한 조립도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수소발생장치를 갖는 연료전지를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 수소발생장치에 채용되는 다른 형태의 수용부를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에서 발생되는 시간대비 수소발생량의 변화를 도시한 그래프이다.
* 도면의 주요 부분의 부호의 설명 *
1 : 수소발생장치 2 : 발전부
3 : 연료전지 10 : 수용부
11,11a : 제1챔버 12,12a : 제2챔버
13 : 격벽 20 : 커버
30 : 발전부 31 : 막-전극 접합체
32,33 : 양극, 음극용 분리판 34,35 : 양극, 음극용 집전판

Claims (28)

  1. 수소발생용 알칼리 촉매가 물에 일정량 용해된 알칼리 수용액을 제공하고, 수소발생용 무기염촉매가 수소발생용 금속에 일정비율로 혼합된 금속펠릿을 제공하고, 상기 알칼리 수용액과 금속펠릿의 혼합시 이루어지는 반응에 의해 수소를 발생시키며,
    상기 수소발생용 무기염촉매는 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘, 질산나트륨으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택되며,
    상기 수소발생용 금속은 알루미늄, 마그네슘, 실리콘, 아연으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택되는 것을 특징으로 하는 수소발생방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 알칼리 수용액이 채워진 제1 챔버가 상기 금속펠릿이 채워진 제2 챔버와의 상하적층시 상기 제1 챔버의 외부면에 형성된 박막부와 대응하는 제2챔버와 외부면에 형성된 중공원통상의 삽입연결구가 상기 박막부를 통하여 상기 제1 챔버의 내부로 삽입됨으로서 상기 제1챔버내의 알칼리 수용액이 자중에 의해서 상기 제2 챔버내로 유입됨을 특징으로 하는 수소발생방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2챔버는 상기 제1챔버보다 상대적으로 큰 내부공간을 갖도록 구비됨을 특징으로 하는 수소발생방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 알칼리 용액과 금속펠릿중 어느 하나가 채워지는 제1챔버와 그 나머지가 채워지는 제1챔버사이를 좌우로 분할하는 격벽을 제거하거나 파손하거나 하여 통로를 형성함으로서 알칼리 용액과 금속펠릿을 서로 혼합함을 특징으로 하는 수소발생방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 수소발생용 알칼리 촉매는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼슘 및 수산화철로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택됨을 특징으로 하는 수소발생방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 수소발생용 금속과 물과의 가수분해시 발생되는 수소의 발생량은 상기 알칼리 수용액에 포함된 알칼리 촉매의 농도, 상기 금속펠릿의 입도크기 및 상기 염기성 촉매의 농도중 어느 하나를 가변시켜 조절됨을 특징으로 하는 수소발생방법.
  9. 수소발생용 알칼리 촉매가 물에 용해된 알칼리 수용액이 채워지는 제1 챔버와 수소발생용 무기염촉매가 수소발생용 금속에 혼합된 금속펠릿이 충진되는 제2 챔버를 구비하는 수용부 ;
    상기 알칼리 수용액과 금속펠릿간의 혼합에 의한 화학반응시 상기 수용부에서 발생된 수소가 배출되는 적어도 하나의 수소 배출공을 갖추어 상기 수용부의 개방면을 덮어 밀폐하는 커버; 를 포함하며,
    상기 수소발생용 무기염촉매는 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘, 질산나트륨으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택되며,
    상기 수소발생용 금속은 알루미늄, 마그네슘, 실리콘, 아연으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택되는 것을 특징으로 하는 수소발생장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 수용부는 상기 커버가 개방면을 밀폐하는 제1 챔버와, 상기 제1 챔버와 외부면에 상기 제1 챔버와의 상하적층시 상기 제1 챔버내로 삽입되는 삽입연결구를 구비하는 제2 챔버를 포함함을 특징으로 하는 수소발생장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1챔버에는 알칼리 수용액이 채워지고, 상기 제2챔버에는 금속펠릿이 채워짐을 특징으로 하는 수소발생장치.
  12. 제10항에 있어서,상기 삽입연결구와 대응하는 상기 제1 챔버의 외부면에는 상기 삽입연결구의 가압력에 의해서 개구되는 박막부를 구비함을 특징으로 하는 수소발생장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 커버는 상기 제1챔버의 상단에 일체로 구비됨을 특징으로 하는 수소발생장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 수용부는 알칼리 수용액과 금속펠릿중 어느 하나가 채워지는 제1챔버와, 나머지 하나가 채워지는 제2 챔버 및 상기 제1,2챔버를 좌우로 분할하도록 수용부의 바닥면으로부터 개방단까지 연장되는 격벽을 포함함을 특징으로 하는 수소발생장치.
  15. 제9항에 있어서, 상기 수소 배출공에는 기액분리막을 구비함을 특징으로 하는 수소발생장치.
  16. 제9항에 있어서, 상기 수소발생용 알칼리 촉매는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼슘 및 수산화철로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택됨을 특징으로 하는 수소발생장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 수소발생용 알칼리 촉매가 물에 용해된 알칼리 수용액이 채워지는 제1 챔버와 수소발생용 무기염촉매가 수소발생용 금속에 혼합된 금속펠릿이 충진되는 제2 챔버를 구비하는 수용부 ;
    상기 알칼리 수용액과 금속펠릿간의 혼합에 의한 화학반응시 상기 수용부에서 발생된 수소가 배출되는 적어도 하나의 수소 배출공을 갖추어 상기 수용부의 개방면을 덮어 밀폐하는 커버; 및
    상기 수용부로부터 수소를 공급받아 전기를 발생시키는 발전부;를 포함하며,
    상기 수소발생용 무기염촉매는 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘, 질산나트륨으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택되며,
    상기 수소발생용 금속은 알루미늄, 마그네슘, 실리콘, 아연으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지.
  20. 제19항에 있어서, 상기 수용부는 상기 커버가 개방면을 밀폐하는 제1 챔버와, 상기 제1 챔버와 외부면에 상기 제1 챔버와의 상하적층시 상기 제1 챔버내로 삽입되는 삽입연결구를 구비하는 제2 챔버를 포함함을 특징으로 하는 연료전지.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제1챔버에는 알칼리 수용액이 채워지고, 상기 제2챔버에는 금속펠릿이 채워짐을 특징으로 하는 연료전지.
  22. 제20항에 있어서, 상기 삽입연결구와 대응하는 상기 제1 챔버의 외부면에는 상기 삽입연결구의 가압력에 의해서 개구되는 박막부를 구비함을 특징으로 하는 연료전지.
  23. 제20항에 있어서, 상기 커버는 상기 제1챔버의 상단에 일체로 구비됨을 특징으로 하는 연료전지.
  24. 제19항에 있어서, 상기 수용부는 알칼리 수용액과 금속펠릿중 어느 하나가 채워지는 제1챔버와, 나머지 하나가 채워지는 제2 챔버 및 상기 제1,2챔버를 좌우로 분할하도록 수용부의 바닥면으로부터 개방단까지 연장되는 격벽을 포함함을 특징으로 하는 연료전지.
  25. 제19항에 있어서, 상기 수소 배출공에는 기액분리막을 구비함을 특징으로 하는 연료전지.
  26. 제19항에 있어서, 상기 수소발생용 알칼리 촉매는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼슘 및 수산화철로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 선택됨을 특징으로 하는 연료전지.
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  28. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002008118A1 (en) * 2000-07-20 2002-01-31 Erling Reidar Andersen Hydrogen production from aluminum water and sodium hydroxide
JP2002104801A (ja) 2000-09-27 2002-04-10 Daihen Corp 水素ガス発生方法及び装置並びにこれを用いた燃料電池、アルミニウム溶射装置及び亜鉛アルミニウム溶射装置
JP2004244251A (ja) 2003-02-12 2004-09-02 Merit Fuel Cell Kk 水素発生剤、水素発生方法及びそれを用いた燃料電池システム
JP2005187255A (ja) 2003-12-25 2005-07-14 Honda Motor Co Ltd 水素発生方法及びその装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002008118A1 (en) * 2000-07-20 2002-01-31 Erling Reidar Andersen Hydrogen production from aluminum water and sodium hydroxide
JP2002104801A (ja) 2000-09-27 2002-04-10 Daihen Corp 水素ガス発生方法及び装置並びにこれを用いた燃料電池、アルミニウム溶射装置及び亜鉛アルミニウム溶射装置
JP2004244251A (ja) 2003-02-12 2004-09-02 Merit Fuel Cell Kk 水素発生剤、水素発生方法及びそれを用いた燃料電池システム
JP2005187255A (ja) 2003-12-25 2005-07-14 Honda Motor Co Ltd 水素発生方法及びその装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101573632B1 (ko) 2014-09-30 2015-12-01 현대자동차주식회사 수소 생산 장치 및 방법

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