KR101274620B1 - 살균제 발생 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는, AC-DC 전류변환부, 전기분해셀로 구성된 살균제 발생 시스템에 있어서, 상기 전기분해셀은 양극 전류 급전체, 양극 촉매층, 음극 전류 급전체, 음극 촉매층, 및 양극 촉매층과 음극 촉매층의 거리 유지용 막으로 구성되며, 상기 양극 촉매층은 이리듐 산화물로 구성되고, 상기 음극 촉매층은 백금으로 구성되며, 상기 양극 촉매층은 상기 양극 전류 급전체에 형성되고, 상기 음극 촉매층은 상기 거리 유지용 막에 형성되는 것을 특징으로 하는, 살균제 발생 시스템이 제공되며, 수돗물을 쉽게 전기분해하여 고효율, 저전압으로 살균제 발생이 가능하게 되어, 미생물제거에 쉽게 이용할 수 있으며, 보다 나은 국민 보건 복지 개선이 이루어질 것으로 전망된다.

Description

살균제 발생 시스템{SYSTEM FOR GENERATING DISINFECTANTS}
본 발명은 AC-DC 전류변환부, 전기분해셀로 구성된 살균제 발생 시스템에 있어서, 상기 전기분해셀은 양극 전류 급전체, 양극 촉매층, 음극 전류 급전체, 음극 촉매층, 및 양극 촉매층과 음극 촉매층의 거리 유지용 막으로 구성되며, 상기 양극 촉매층은 이리듐 산화물로 구성되고, 상기 음극 촉매층은 백금으로 구성되며, 상기 양극 촉매층은 상기 양극 전류 급전체에 형성되고, 상기 음극 촉매층은 상기 거리 유지용 막에 형성되는 것을 특징으로 하는, 살균제 발생 시스템에 관한 것이다.
살균력이 우수한 차아염소산은 소금물 또는 수돗물을 전기분해하여 얻을 수 있음은 널리 알려져 있지만 아직 해결해야 할 문제가 많이 존재한다.
도 1은 전기분해셀(100) 내에서의 수돗물을 전기분해하여 차아염소산을 생산하는 원리를 보여주고 있다. 전기분해 단위셀(100)은 양극(110)과 음극(120)으로 구성되며, 양극(110)과 음극(120) 사이에 존재하는 염소이온에 직류 전류(I)를 인가하면, 다음과 같은 전극 반응이 일어난다.
양극(110):
2H2O → O2↑＋ 2H＋＋ 2e- (반응식 1)
2Cl- → Cl2＋2e- (반응식 2)
음극(120)：
2H2O ＋2e-→ H2↑＋ 2OH- (반응식 3)
용액 내에서의 반응:
Cl2＋ H2O ⇔ HClO＋H+ + Cl- (반응식 4)
양극(110) 표면에서는 물 또는 염소이온이 전자를 잃으면서 산소 가스(O2)와 염소 가스(Cl2）가 발생하며, 산소 가스(O2)와 염소가스(Cl2）의 생성 비율은 양극(110)에 적용되는 전극 촉매에 의해 결정된다. 일반적으로 수돗물 전기분해의 경우 백금은 약 1%, 산화이리듐은 10%의 전기효율을 갖는 것으로 알려져 있다.
음극(120) 표면에서는 물 분자가 전자를 받아 수소 가스（H2）가 생성된다. 양극(110)에서 생성된 염소 가스는 용액 내에서 계속 물과 반응하여 차아염소산(HClO）이 생성된다.
한편, 음극(120) 표면에서는 반응식 3에 의해 생성된 OH-에 의해 pH가 상승하고, 물에 있는 Ca2 + 또는 Mg2 +과 반응하여(반응식 5 및 반응식 6), 수산화 마그네슘과 수산화 칼슘 등이 생성된다. 이 생성물들은 고형물로서 전극 표면에 침전되어 석회질 막을 형성하여 전류의 흐름을 방해한다.
OH- + Mg2+ → Mg(OH)2 (반응식 5)
2OH- + Ca2+→ Ca(OH)2 (반응식 6)
이와 같은 전기분해셀(100)은 물 중에 존재하는 불순물인 칼슘과 마그네슘이 음극(120) 표면에 스케일 형태로 축적되어, 이를 주기적으로 제거해야 하는 문제를 가지고 있다. 이로 인해 부수적인 설비 및 보수 유지 비용이 증가하게 된다.
일반적으로 수돗물(소금물이 약 100 ppm 이하)을 전기분해하는 것은 전기분해 효율이 낮기 때문에, 많은 전기를 사용하게 되어 운전비의 상승과 전기분해셀 및 전기분해셀을 운전하기 위한 관련 부속장치(예를 들면, 직류전원 공급기)들의 크기가 커지는 문제가 있다.
도 2는 기존의 살균제 발생을 위한 전기분해셀 시스템(200)의 구조도이다.
전기분해셀 시스템(200)은 외부 전원(210), 전기분해셀(220), 그리고 전기분해셀 내 양극(222), 음극(224)으로 구성된다. 외부 전원(210)의 양극 터미널(212)과 양극(222)이 전기적으로 연결되며, 외부 전원(210)의 음극 터미널(214)과 음극(224)이 전기적으로 연결된다. 양극(222)과 음극(224)의 기능은 도 1에서 상술한 바와 같으며, 외부 전원(210)은 교류 전류를 직류 전류로 전환하여 전기분해셀에 직류 전원을 공급하는 기능을 한다.
상기 언급한 문제점을 정리하면 다음과 같다.
첫째, 양극과 음극 사이에 존재하는 수돗물의 전기저항이 크다.
둘째, 전기분해 효율이 낮다.
셋째, 전기분해셀 내의 음극에 스케일이 축적된다.
상기 언급한 문제점이 주는 영향은 다음과 같다.
첫째, 전기분해셀의 장치가 커지고, 전력소비량이 커져, 설치비 및 운전비가 상승한다.
둘째, 전기분해셀 외 직류전원 공급기의 크기가 커지는 문제를 가진다.
셋째, 음극에 축적된 스케일 제거 주기가 빈번해져, 전극의 수명 감소, 운전비용 상승 등의 문제가 있다.
본 발명은 수돗물 전기분해를 통한 살균제 발생 시스템에 관한 것으로, 고효율 및 저전압으로 유효염소가 발생 가능하도록 하는 수단을 제공하고자 한다. 또한, 본 발명은 전기분해셀 내 음극에 축적되는 스케일을 자동으로 제거하여, 관리 및 운전 비용을 저감하는 방법을 제공하고자 한다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들도 포함함은 물론이고 모두 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은, AC-DC 전류변환부, 전기분해셀로 구성된 살균제 발생 시스템에 있어서, 상기 전기분해셀은 양극 전류 급전체, 양극 촉매층, 음극 전류 급전체, 음극 촉매층, 및 양극 촉매층과 음극 촉매층의 거리 유지용 막으로 구성되며, 상기 양극 촉매층은 이리듐 산화물로 구성되고, 상기 음극 촉매층은 백금으로 구성되며, 상기 양극 촉매층은 상기 양극 전류 급전체에 형성되고, 상기 음극 촉매층은 상기 거리 유지용 막에 형성되는 것을 특징으로 하는, 살균제 발생 시스템을 제공한다.
본 발명은 수돗물 전기분해셀에 있어서, 양극촉매와 막의 거리는 물리적인 제로이며 음극촉매와 막의 거리는 화학적 결합에 의해 유지하여 전극의 효율과 전압을 대폭 개선한 방법을 제공하는데 그 특징이 있다.
또한, 본 발명은 음극촉매와 양극촉매 사이에 전극 간격을 유지하는 방법으로 전기전도성은 없으면서, 이온전도가 가능한 막이 삽입되어 구성된 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 음극촉매와 양극촉매가 역전류가 공급되는 것이 가능하도록 촉매로 구성된 것을 또 다른 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 수돗물을 쉽게 전기분해하여 고효율, 저전압으로 살균제 발생이 가능하게 되어, 미생물제거에 쉽게 이용할 수 있으며, 보다 나은 국민 보건 복지 개선이 이루어질 것으로 전망된다.
도 1은 수돗물을 전기분해하여 차아염소산을 생산하는 원리도이다.
도 2는 기존의 살균제 발생을 위한 전기분해셀 시스템의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균제 발생 시스템의 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른AC-DC 전류변환부에서 발생하는 전류의 파형을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수돗물을 전기분해하는 전기분해셀을 도시한 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예와 일 비교예에 따른 전기분해셀의 성능-전압을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예와 일 비교예에 따른 전기분해 셀의 성능-전류효율을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예와 일 비교예에 따른 전기분해셀의 전압을 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 살균제 발생 시스템에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
본 발명의 일 측면은, AC-DC 전류변환부(330), 전기분해셀(340)로 구성된 살균제 발생 시스템에 있어서, 상기 전기분해셀(500)은 양극 전류 급전체(510), 양극 촉매층(520), 음극 전류 급전체(530), 음극 촉매층(540), 및 양극 촉매층(520)과 음극 촉매층(540)의 거리 유지용 막(550)으로 구성되며, 상기 양극 촉매층(520)은 이리듐 산화물로 구성되고, 상기 음극 촉매층(540)은 백금으로 구성되며, 상기 양극 촉매층(520)은 상기 양극 전류 급전체(510)에 형성되고, 상기 음극 촉매층(540)은 상기 거리 유지용 막(550)에 형성되는 것을 특징으로 하는, 살균제 발생 시스템을 제공한다.
도 3은 본 발명의 수돗물 전기분해 살균제 발생 시스템(300)을 나타낸 도면으로 살균제 발생 시스템은 도 3에서와 같이 AC-DC 전류변환부(330), 전기분해셀(340)로 구성된다.
AC-DC 전류변환부(330)는 교류 전류를 직류로 전환하여 전기분해 셀(340)에 적합한 전류 및 전압으로 전환하여 공급하는 기능을 한다. 전류변환부(330)에서 전기분해셀(340)로 공급하는 전압은 1.3 ~ 5 V가 바람직하다. 1.3 V 이하에서는 살균제인 염소와 오존 발생이 어렵고, 5 V 이상에서는 불필요한 과전압 발생으로 발열 현상이 일어나 전기분해셀(340)의 구성요소의 내구성에 문제가 발생할 수 있다. 참고로, 염소발생 전위는 1.32 V이며, 오존 발생 전위는 2.0 V 이다.
예시적인 구현예에 있어서, 상기 AC-DC 전류변환부(330)에서 상기 전기분해셀(340)로 공급되는 전류는 음극에서 양극으로 흐르는 전류와 양극에서 음극으로 흐르는 전류가 교차로 공급되며, 음극에서 양극으로 흐르는 전류값(Aa)과 양극에서 음극으로 흐르는 전류값(Ac)의 비 Ac/Aa는 0.001 내지 1이고, 음극에서 양극으로 흐르는 전류의 유지시간(Ta)과 양극에서 음극으로 흐르는 전류의 유지시간(Tc)의 비 Tc/Ta는 0.001 내지 1이고, 음극에서 양극으로 흐르는 전류의 유지시간(Ta)은 0.1 시간 내지 24 시간인, 살균제 발생 시스템을 제공한다.
도 4는 본 발명의 AC-DC 전류변환부(330)에서 발생하는 전류의 파형을 나타낸 도면이다. 본 발명의 AC-DC 전류변환부(330)에서 전기분해셀(340)로 공급하는 전류는 양의 방향(음극에서 양극으로 흐르는 경우)의 전류와 음의 방향(양극에서 음극으로 흐르는 경우)의 전류를 교차로 공급하는 것이 바람직하다. 음극에 형성된 스케일은 음극의 극성을 바꿈으로써 pH가 낮은 분위기를 형성하여, 음극에 형성된 스케일을 효과적으로 제거할 수 있다.
양의 방향의 전류값(Aa)과 음의 방향의 전류값(Ac)의 비 Ac/Aa는 0~1 사이가, 양의 방향 전류 유지 시간(ta)과 음의 방향 전류 유지 시간(tc)의 비 tc/ta는 0~1 사이가 바람직하다. 이때, 양의 방향 전류 유지 시간(ta)은 0.1 시간 ~ 1 일 사이가 바람직하다. 양의 방향 전류 유지 시간(ta)이 0.1 시간 이하이면 빈번한 극성 전환으로 양극, 음극 및 AC-DC 전류변환부(330)에 무리한 부하를 가중하게 되어 수명을 단축시키며, 양의 방향 전류 유지 시간(ta)이 1 일 이상이면 극성을 전환하더라도 부착된 스케일을 제거하기가 어렵게 된다.
예시적 구현예에 있어서, 상기 거리 유지용 막(550)은 전기전도성은 없으며 이온전도가 가능한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 수돗물을 전기 분해하는 전기분해셀(500)로서 양극 전류 급전체(510), 양극 촉매층(520), 음극 전류 급전체(530), 음극 촉매층(540), 그리고 양극 촉매층(520)과 음극 촉매층(540)의 거리 유지용 막(550)으로 구성된다. 본 발명의 수돗물 전기분해셀은 양극 촉매층(520)과 음극 촉매층(540) 사이에 전극 간격을 유지하는 방법으로 전기전도성은 없으나, 이온전도가 가능한 막(550)으로 구성한다.
본 발명에 있어서 양극 촉매층(520)와 음극 촉매층(540)는 백금족 또는 백금족 합금으로 이루어지는 촉매가 바람직하며, 구체적으로는 백금족의 금속(백금, 루테늄, 로듐, 파라듐, 오스뮴, 이리듐), 금, 은, 크롬, 철, 티타늄, 망간, 코벨트, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐, 알루미늄, 규소, 아연, 및 주석으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 1종 이상의 금속과의 합금이 바람직하다. 전극 촉매층(520, 540)은 백금족 촉매 외에 고분자를 포함할 수 있다. 적용 가능한 고분자는 이온교환 수지이다. 촉매층에 포함되는 이온교환 수지는 이온교환막(550)을 구성하는 이온교환 수지와 같아도 좋고, 달라도 좋다.
또한, 전극 촉매층(520, 540)의 두께는 촉매층에서의 물 확산과 관련된 전기분해 반응의 특성에 영향을 준다. 전극 촉매층(520, 540)의 두께가 20 ㎛ 이상에서는 과다한 촉매사용으로 인한 촉매 활용의 손실이 문제가 되며, 촉매층 두께가 1 ㎛ 이하에서는 단위면적당 존재하는 촉매량이 적어 반응 활성이 낮을 수가 있기 때문에 촉매층의 두께는 1 ∼ 20 ㎛가 바람직하다. 촉매층의 두께를 조절하기 위해서 소정의 두께가 될 때까지 코팅을 되풀이할 수 있다.
예시적 구현예에 있어서, 상기 양극 촉매층(520)과 상기 음극 촉매층(540) 사이의 거리는 10 ~ 200 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
막(550)은 양극 촉매층과 음극 촉매층의 거리를 유지하고, 양극 촉매층(520)과 음극 촉매층(540)의 전기적 단락을 방지한다. 따라서, 막은 치밀한 구조 또는 다공성 구조의 고분자이면서 전기 전도성이 없으나, 전해질의 이동은 가능해야 한다. 치밀한 구조의 고분자 경우 전해질의 이동이 가능하도록 이온교환 기능을 가지는 것이 바람직하다. 이에 상당하는 막으로는 탄화수소(hydrocarbon)계 재질 또는 탄화불소(fluorocarbon)계 재질의 고분자에 다공성 또는 이온(cation)이 선택적으로 이동 가능하도록 산성그룹(acidic groups)을 가지는 고분자 구조체가 바람직하다. 가장 바람직한 구조는 내열성과 내산화성이 우수한 탄화불소(fluorocarbon)계 재질의 고분자에 ~SO3 형태의 강산성 그룹을 가지는 막이다.
예시적 구현예에 있어서, 상기 거리 유지용 막(550)의 두께는 10 ~ 200 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
막(550)의 두께는 10 ~ 200 ㎛ 가 바람직하다. 10 ㎛ 이하에서는 양극 촉매층(520)과 음극 촉매층(540)을 막(550)의 양쪽으로 형성하는 가공 과정에서 양극 촉매층(520)과 음극 촉매층(540)의 전기적 단락의 원인이 될 수 있다. 또한 막(550) 두께가 200㎛ 이상에서는 이동 저항이 커져서 전압이 급상승하게 되는 문제가 있다.
막(550)에 양극 촉매층(520)과 음극 촉매층(540)을 형성하는 방법은 일반적으로 다음과 같은 두 가지 방법이 있지만 이에 한정되지 않는다.
첫째, 전류 급전체(510, 530)에 전극 촉매층(520, 540)을 형성하는 방법이 있다. 즉, 전류 급전체(510, 530)는 외부 전원으로부터 인가된 전류를 전극 촉매층(520, 540)에 전달하는 역할을 하며, 다공성 또는 플레이트 형상의 모재로 단층으로 구성되거나, 이들을 적층한 복합층으로 구성된다. 촉매의 전구체 등을 전극 촉매층(520, 540)에 도핑한 후 이를 열분해하여 얻거나, 촉매를 미리 준비하여 전류 급전체(510, 530)에 핫프레싱하여 전극 촉매층을 형성한다.
둘째, 막(550)에 전극 촉매층(520, 540)을 형성하는 방법이 있다. 즉, 막(550)에 전극 촉매층(520, 540)을 형성시키는 방법은 막(550)에서 직접 전극 촉매층(520, 540)을 석출시키는 방법과 전극 촉매층(520, 540)을 제작하여 막(550)을 사이에 두고 압착하는 방법 등이 있다.
본 발명의 수돗물 전기분해에서 가장 바람직한 전기분해셀은 양극 촉매층(520)으로는 이리듐 산화물로 구성되며, 음극 촉매층(540)으로는 백금으로 구성된다. 전기분해셀(500)에서 양극 촉매층(520) 이리듐 산화물의 형성위치는 전류 급전체(510)이고, 음극 촉매층(540) 백금의 형성위치는 막(550)이다. 즉, 양극 촉매층(520)과 막(550)의 거리는 물리적인 제로이며, 음극 촉매층(540)과 막(550)은 화학적 결합으로 형성하는 것이 바람직하다.
양극 촉매층(520) 이리듐 산화물을 막에 직접 형성하는 것은 바람직하지 않다. 양극 촉매층(520)으로 가장 이상적인 것은 이리듐 산화물로, 이리듐 산화물을 제조하는 방법은 일반적 방법으로 제조가 어려우며 이상적인 방법은 소결에 의한 방법이다. 따라서, 고분자 막(550)에 이리듐 산화물 촉매를 형성하는 것은 고비용, 공정의 복잡성이라는 문제가 있다. 음극 촉매층(540) 백금은 막(550)에 직접 형성한다. 바람직한 방법으로는 본 발명자의 선행기술에 의한 흡착-환원법에 의해 간단하게 제조가 가능하다.
< 실시 예 1 - 본 발명의 전기분해셀 >
1. 살균제 발생시스템
파라미터 값
외부전원 AC-DC 전류변환부
전류공급방법 극성 전환주기 있음
주기: 1시간(ta)-10분(tc)
전기분해셀 양극: 전류 급전체(510)-이리듐 산화물 촉매층(520)
- 전류 급전체 티타늄 메쉬에 이리듐 염화물을 산화시켜 생성
막(550): 나피온117
음극: 막(550)-백금(540)
- 막에 전극 촉매층을 직접 석출
2. 전해조 운전조건
파라미터 값
전극면적 4 cm2
전해질 수돗물 (100 ppm Cl)
수조 1000 cc
3. 성능분석
파라미터 분석방법 분석간격(시간) 결과
전압 멀티미터로 측정 1시간 도 5에 실시예 1로 표시
도 8에 실시예 2로 표시
염소농도 요오드적정법 1시간 도 6에 실시예 1로 표시
전류효율 식 1에 의해 계산 1시간 도 7에 실시예 1로 표시
(1) 전류효율의 측정
전류효율은 가해준 전류(I)에 대하여 발생된 차아염소산의 실제값을 이론값으로 나눈 것으로 다음 식에 의해 값을 얻을 수 있다.
전류효율（％）＝（F×ρ×V）／（35500（mg）×I×t）｝×100 （식1）
여기서 F는 패러데이 상수로 96500（C）, ρ는 실제 잔류염소농도(ppm,mg/L), V는 전기분해셀에 공급한 물의 양(L), I는 통전전류(A), t는 전기분해 시간(s)이다.
(2) Ca/Mg의 축적
전기분해셀의 전압 변화로부터 Ca, Mg의 축적 여부를 판단한다.
< 비교 예 1 - 기존의 전기분해셀 >
1. 살균제 발생시스템
파라미터 값
외부전원 용수 발전시스템, AC-DC 전류변환부
전류공급방법 극성 전환주기 있음
주기: 1시간(ta)-10분(tc)
전해조 기존의 전기분해셀
2. 전기분해셀 구조
파라미터 값
양극과 음극의 전극 촉매층 Ti 판 - 백금 코팅
막 - 전극 촉매층 막 없음
양극 촉매층과 음극 촉매층간의 거리 3 mm
* 전극 촉매층 코팅방법: 열분해법
3. 전해조 운전조건: 실시예 1과 동일
4. 성능분석
파라미터 분석방법 분석간격(시간) 결과
전압 멀티미터로 측정 1시간 도 6에 비교예 1로 표시
전류효율 식 1에 의해 계산 1시간 도 7에 비교예 1로 표시
< 비교 예 2 - 기존의 전기분해셀 - 극성주기 변화 없음 >
1. 살균제 발생시스템: 실시예 1과 전류 공급 방법만 차이남.
파라미터 값
외부전원 AC-DC 전류변환부
전류공급방법 극성 전환주기 없음
전해조 실시예 1과 동일
2. 전기분해셀 구조: 실시예 1 과 동일
3. 전해조 운전조건: 실시예 1 과 동일
4. 성능분석
파라미터 분석방법 분석간격(시간) 결과
전압 멀티미터로 측정 1시간 도 8에 비교예 2로 표시
< 검토 >
1. 전압 및 전류효율의 개선
도 6과 도 7은 본 발명에 따른 전기분해셀의 성능-전압 및 전류효율을 나타내고 있다. 본 발명에 따른 실시예 1과 비교예 1을 비교하면, 전기분해셀의 전압은 비교예 1이 5.2 V, 본 발명에 따른 실시예 1은 2.6 V로, 전류 효율의 경우는 비교예 1이 4 ~ 5%, 본 발명에 따른 실시예는 56%로, 전압과 전류효율이 대폭 개선되었음을 알 수 있다.
2. 칼슘과 마그네슘 축적의 제거
도 8은 전기분해셀에 인가되는 전류가 변환되는 경우(실시예 2)와 기존의 전류가 변환이 없는 경우(비교예 2)의 전기분해셀의 전압을 비교한 도표이다. 시간이 경과함에 따라 칼슘과 마그네슘이 전극에 축적되면, 축적된 칼슘 및 마그네슘이 전류의 흐름을 방해하여 전압이 상승한다. 도 8에서와 같이 비교예 2는 1개월 가량 지속적으로 전압이 상승한 반면에, 실시예 2는 매우 안정적으로 전압의 변화 없이 운전됨을 알 수 있다.
100: 전기분해셀 110: 양극
120: 음극 200: 전기분해셀 시스템
210: 외부전원 212: 양극터미널
214: 음극터미널 220: 전기분해셀
222: 양극 224: 음극
300: 살균제 발생 시스템 330: AC-DC 전류변환부
340: 전기분해셀 400: AC-DC 전류변환부의 발생 전류의 파형
500: 전기분해셀 510: 양극 전류 급전체
520: 양극 촉매층 530: 음극 전류 급전체
540: 음극 촉매층 550: 거리 유지용 막

Claims (5)

  1. AC-DC 전류변환부, 전기분해셀로 구성된 살균제 발생 시스템에 있어서,
    상기 전기분해셀은 양극 전류 급전체, 양극 촉매층, 음극 전류 급전체, 음극 촉매층, 및 양극 촉매층과 음극 촉매층의 거리 유지용 막으로 구성되며,
    상기 양극 촉매층은 이리듐 산화물로 구성되고, 상기 음극 촉매층은 백금으로 구성되며,
    상기 양극 촉매층은 상기 양극 전류 급전체에 형성되고, 상기 음극 촉매층은 상기 거리 유지용 막에 형성되고,
    상기 AC-DC 전류변환부에서 상기 전기분해셀로 공급되는 전류는 음극에서 양극으로 흐르는 전류와 양극에서 음극으로 흐르는 전류가 교차로 공급되며,
    음극에서 양극으로 흐르는 전류값(Aa)과 양극에서 음극으로 흐르는 전류값(Ac)의 비 Ac/Aa는 0.001 내지 1이고, 음극에서 양극으로 흐르는 전류의 유지시간(Ta)과 양극에서 음극으로 흐르는 전류의 유지시간(Tc)의 비 Tc/Ta는 0.001 내지 1이고, 음극에서 양극으로 흐르는 전류의 유지시간(Ta)은 0.1 시간 내지 24 시간인, 살균제 발생 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 양극 촉매층과 상기 음극 촉매층 사이의 거리는 10 ~ 200 ㎛ 인 살균제 발생 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 거리 유지용 막의 두께는 10 ~ 200 ㎛ 인 살균제 발생 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 거리 유지용 막은 전기전도성은 없으며 이온전도가 가능한 것인 살균제 발생 시스템.
  5. 삭제
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