KR101710006B1 - 압력지연삼투와 전위차를 이용한 발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 염수와 담수를 분리막을 경계로 통과시켜 이온농도차가 형성될 때 생기는 전위차에 의한 전기발전과 더불어, 분리막을 경계로 발생되는 삼투압에 의한 염수측의 압력 증가에 의한 전기발전을 동시에 수행할 수 있는 발전장치에 관한 것으로, 담수가 공급되고, 공급된 담수가 흐르는 음극유로가 형성되어 있고, 음극유로를 따라 흐른 담수가 배출되는 음극담수부; 음극담수부의 하부에 이격되어 위치하고, 담수가 공급되고, 공급된 담수가 흐르는 양극유로가 형성되어 있고, 양극유로를 따라 흐른 담수가 배출되는 양극담수부; 음극담수부와 양극담수부의 사이에 배치되고, 염수가 공급되고, 공급된 염수가 흐르는 염수유로가 형성되어 있고, 염수유로를 따라 흐른 염수가 배출되는 염수부; 염수부와 음극담수부 사이에 위치하고, 물과 이온을 선택적으로 투과하는 제 1 분리막; 염수부와 양극담수부 사이에 위치하고, 물과 이온을 선택적으로 투과하는 제 2 분리막을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

압력지연삼투와 전위차를 이용한 발전장치{Electric generating device Using Pressure retarded osmosis and Voltage difference}
본 발명은 염수와 담수의 염도차를 이용한 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염수와 담수를 분리막을 경계로 통과시켜 이온농도차가 형성될 때 생기는 전위차에 의한 전기발전과 더불어, 분리막을 경계로 발생되는 삼투압에 의한 염수측의 압력 증가에 의한 전기발전을 동시에 수행할 수 있는 복합발전장치에 관한 것이다.
최근 화석연료 가격의 계속적인 상승과, 일본 후쿠시마 원자력 발전소 사고로 인하여, 기존의 화석연료 및 원자력에만 의존하던 전력생산방식의 탈피가 요구되고 있다.
수력발전은 발전소를 건설할 수 있는 장소적 제약이 크고 발전소 건설비용이 막대한 문제점이 있다. 그리고, 이에 따른 전력생산량도 미비하여, 국소단위의 전기공급은 가능하지만 국가 전체적인 안정적인 전기 공급에는 한계가 있다.
풍력발전 역시 건설할 수 있는 장소적 제약이 클 뿐만 아니라, 바람의 세기가 시간에 따라 변화하기 때문에 일정한 세기의 전력을 생산하는 것이 어려운 문제점이 있다. 또한, 수력발전과 마찬가지로 전력생산량도 미미하여, 국소단위의 전기공급은 가능하지만 국가 전체적인 안정적인 전기공급에는 한계가 있다.
그리고, 태양열발전은 발전을 위해서는 거대한 공간을 필요로 할 뿐만, 아니라 발전량도 적고 날씨에 따라 발전효율이 크게 달라서 보조적인 전력공급원에 지나지 않는다는 문제점이 있다.
새로운 신재생에너지원으로서 해양에너지에 관심이 집중되고 있으며, 해양 신재생에너지원으로 해양온도차, 파력, 조력 및 염도차 발전이 있다. 파력, 조력 및 해양온도차를 이용한 발전기술은 많은 발전이 진행된 반면 염도차 발전에 대해서는 상대적으로 연구가 진행되지 못한 실정이다.
염도차 발전으로는 PRO(pressure-retarded osmosis), RED(reversed electrodialysis), CM(capacitive method), ARC(absorption refrigeration cycle), SP(solar pond) 등의 다양한 기술이 개발되어 있지만, 장치 크기에 비하여 생산효율이 높지 않은 것이 상용화에 가장 큰 문제이다. 가장 큰 상용화의 어려움은 타 신재생에너지와 동일하게 발전효율이며, 이론상으로 PRO는 최대 60%, RED는 50%의 에너지효율을 보이고 있다.
특허문헌 1 : 대한민국 등록특허 제 10-1233295 호
상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 염수와 담수를 분리막을 경계로 통과시켜 이온농도차가 형성될 때 생기는 전위차에 의한 전기발전과 더불어, 분리막을 경계로 발생되는 삼투압에 의한 염수측의 압력 증가에 의한 전기발전을 동시에 수행할 수 있는 복합발전장치를 제공하는 데에 있다. 이는 PRO 분리막의 경우 이론적으로는 100% 염의 이동을 배제하여야 하지만 이는 불가능할 뿐만 아니라, 실제 염배제율이 높은 분리막을 만들 경우, 물투과량은 감소하기 때문에 높은 효율을 기대하기 어렵다.
따라서 역발상을 통해 PRO 발전에 의해서 피치 못하게 발생하는 이온투과량을 배제하는 것 보다 이를 허용하여, 물투과량을 높혀 PRO의 발전효율을 높이고, 투과된 이온에 의해 발생한 전위차를 이용하여 RED발전을 하는 복합발전장치를 구성하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발전장치는 담수가 공급되고, 공급된 담수가 흐르는 음극유로가 형성되어 있고, 음극유로를 따라 흐른 담수가 배출되는 음극담수부; 음극담수부의 하부에 이격되어 위치하고, 담수가 공급되고, 공급된 담수가 흐르는 양극유로가 형성되어 있고, 양극유로를 따라 흐른 담수가 배출되는 양극담수부; 음극담수부와 양극담수부의 사이에 배치되고, 염수가 공급되고, 공급된 염수가 흐르는 염수유로가 형성되어 있고, 염수유로를 따라 흐른 염수는 배출되는 염수부; 염수부와 음극담수부 사이에 위치하고, 물과 이온을 선택적으로 투과하는 제 1 분리막; 염수부와 양극담수부 사이에 위치하고, 물과 이온을 선택적으로 투과하는 제 2 분리막을 포함하고, 염수와 담수는 삼투압 차이에 의하여 PRO발전을 하고, 제 1 분리막과 제 2 분리막을 투과한 이온에 의해 전위차가 발생되어 RED발전을 하는 것을 특징으로 한다.
또, 제 1 분리막은 담수와 양이온만을 선택적으로 투과하는 것을 특징으로 하고, 제 2 분리막은 담수와 음이온만을 선택적으로 투과하는 것을 특징으로 한다.
또, 제 1 분리막과 상기 음극유로 사이에 배치되고, 음극유로의 담수가 제 1 분리막을 투과하지 않고는 염수부로 유입될 수 없도록 차단하는 음극가스킷; 제 2 분리막과 상기 양극유로 사이에 배치되고, 양극유로의 담수가 제 2 분리막을 투과하지 않고는 염수부로 유입될 수 없도록 차단하는 양극가스킷을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 음극담수부에서 상기 음극유로 상부에는 음전극판이 설치되고, 하부에는 제 1 분리막을 지지하는 음극스페이서가 설치되고, 양극담수부에서 양극유로 하부에는 양전극판이 설치되고, 상부에는 제 2 분리막을 지지하는 양극스페이서가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또, 음극유로와 염수유로의 흐르는 방향은 서로 직각이고, 양극유로와 염수유로의 흐르는 방향은 서로 직각인 것을 특징으로 한다.
또, 염수유로의 상류와 음극담수부 또는 양극담수부를 연통하는 염수공급채널과 염수유로의 하류와 음극담수부 또는 양극담수부를 연통하는 기수배출채널이 형성되어 있어, 염수공급채널을 통해 음극담수부 또는 양극담수부로부터 염수부로 염수가 공급되고, 염수배출채널을 통해 염수유로를 따라 흐른 염수가 음극담수부 또는 양극담수부로 배출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통하여, 종래기술에서 PRO 모듈 내에 RED 방식을 추가하는 것에 의해 삼투현상에 따른 압력차에 의한 발전을 하면서도 전위차에 의한 발전이 동시에 가능하며, 동일한 양의 염수와 담수로부터 기존의 PRO 및 RED를 합친 전기에너지를 생산할 수 있다.
특히, PRO 발전장치 및 RED 발전장치를 구성하기 위한 펌프 등의 설비를 각각 설치하는 것에 비하여, 설비의 수를 줄일 수 있으므로 에너지를 생산하기 위하여 사용되는 에너지의 양을 획기적으로 줄일 수 있다. 또한 기존 PRO 시스템에서 버려졌던 이온투과도를 에너지화할 수 있어 전체 발전효율을 극대화 할 수 있는 장점을 가지고 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 발전장치를 도시한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 담수부를 도시한 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 발전장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 발전장치를 도시한 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 담수부를 도시한 사시도이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 발전장치(100)는 도 1에서 도시하는 바와 같이 크게 최상측에 위치하고, 담수가 흐르고, 산화반응이 일어나는 음극담수부(110)와 최하측에 위치하고, 담수가 흐르고, 환원반응이 일어나는 양극담수부(170)와 음극담수부(110)와 양극담수부(170) 사이에 위치하고, 염수가 흐르고, 담수부(110, 170)에서 삼투압에 의하여 담수가 공급되는 염수부(140)로 이루어져 있다.
음극담수부(110)는 직육면체의 케이스 형태로 이루어져 있고, 외부 일측면과 타측면에는 서로 대응되게 담수공급장치(미도시)에 의해 담수를 공급받는 음극담수공급포트(117)와 음극유로(114)를 따라 흐른 담수가 외부로 배출되는 음극담수배출포트(118)가 형성되어 있다.
음극담수부(110)의 아랫면에는 지붕모양 형태의 담수가 흐르면서 절연체인 음극유로(114)가 형성되어 있고, 상류측은 음극담수공급포트(117)와 연통되어 있고, 하류측은 음극담수배출포트(118)와 연통되어 있어 담수공급장치에 의해 공급된 담수가 음극유로(114)를 따라 흐르다가 외부로 배출된다.
음전극판(112)은 직사각형 플레이트에 하나의 긴 돌출부가 형성되어 있는 형태로, 플레이트 부분은 담수가 공급되고 배출되는 방향과 평행하게 음극유로(114)의 윗면에 접하게 배치된다. 따라서 음극유로(114)의 최상측에는 음전극판(112)이 위치하고, 그 아래로 담수가 흐르게 된다. 긴 돌출부분은 발전장치(100)의 외부로 돌출되어 RED발전에 의하여 생산된 전기에너지를 외부로 공급하거나 저장되도록 전자를 이동시키는 역할을 한다.
음전극판(112)은 구리, 아연, 니켈, 카드늄, 백금 등 일반적으로 사용되는 전극 재료뿐만 아니라, 전도도 향상과 부식 개선을 위해 지속적으로 개발되는 모든 재료로 만들어진 전극이 사용될 수 있다.
음극스페이서(116)는 메쉬 형태의 플레이트로 음극유로(114)의 최하측에 돌출되어 즉 음극담수부(110)의 하부에 배치된다. 음극유로의 아랫면을 감싸는 형태이고, 다공질이여서 물과 이온이 통과할 수 있다. 음전극판(112)과 후술하는 제 1 분리막(130)을 지지하는 역할을 한다.
음극가스켓(120)은 음극담수부(110) 하부에 배치되고, 절연체로 형성된 박판플레이트 형태로 가운데에는 음극스페이서(116)가 수용될 수 있게 이에 대응되는 홀이 형성되어 있다. 음극유로(114)를 흐르는 담수가 제 1 분리막(130)을 투과하지 않고는 염수부(140)로 유입되지 않게 하며, 염수부(140)의 양이온(Na+)이 제 1 분리막(130)을 투과하지 않고는 음극담수부(110)로 이동하지 않게 한다.
따라서 결합된 발전장치(100)에서 음극스페이서(116)와 음극가스켓(120)이 함께 담수가 제 1 분리막(130)을 투과하지 않고는 염수부(140)로 유입되지 않게 하며, 염수부(140)의 양이온(Na+)이 제 1 분리막(130)을 투과하지 않고는 음극담수부(110)로 이동하지 않게 한다. 나아가 염수나 담수가 외부로 누출되지 않게 기밀성을 유지하는 역할을 한다.
제 1 분리막(130)은 음극스페이서(116)와 음극가스켓(120) 하부에 배치되고, 양이온(Na+)과 물 즉 담수만을 선택적으로 투과시키는 공지의 양이온 삼투분리막이다. 따라서 음극담수부(110)의 담수는 염수와의 농도차에 의해 제 1 분리막(130)을 투과해야지만 염수부(140)로 이동할 수 있고, 염수부(140)의 양이온(Na+)은 제 1 분리막(130)을 투과해야지만 음극담수부(110)로 이동할 수 있다.
양극담수부(170)는 직육면체의 케이스 형태로 이루어져 있고, 외부 일측면과 타측면에는 서로 대응되게 담수공급장치(미도시)에 의해 담수를 공급받는 양극담수공급포트(177)와 양극유로(174)를 따라 흐른 담수가 외부로 배출되는 양극담수배출포트(178)가 형성되어 있다.
양극담수부(170)의 윗면에는 뒤집어진 지붕모양 형태의 담수가 흐르면서 절연체인 양극유로(174)가 형성되어 있고, 상류측은 양극담수공급포트(177)와 연통되어 있고, 하류측은 양극담수배출포트(178)와 연통되어 있어 담수공급장치에 의해 공급된 담수가 양극유로(174)를 따라 흐르다가 외부로 배출된다.
양전극판(172)은 직사각형 플레이트에 하나의 긴 돌출부가 형성되어 있는 형태로, 플레이트 부분은 담수가 공급되고 배출되는 방향과 평행하게 양극유로(174)의 윗면에 접하게 배치된다. 따라서 양극유로(174)의 최하측에는 양전극판(172)이 위치하고, 그 위로 담수가 흐르게 된다. 긴 돌출부분은 발전장치(100)의 외부로 돌출되어 RED발전에 의하여 생산된 전기에너지를 외부로 공급하거나 저장되도록 전자를 이동시키는 역할을 한다.
양전극판(172)은 구리, 아연, 니켈, 카드늄, 백금 등 일반적으로 사용되는 전극 재료뿐만 아니라, 전도도 향상과 부식 개선을 위해 지속적으로 개발되는 모든 재료로 만들어진 전극이 사용될 수 있다.
또, 양극담수부(170)의 외부에는 양극담수공급포트(177)와 양극담수배출포트(178)가 배치되는 방향과 수직되는 방향으로 양극담수부(170)의 일측면과 타측면에 염수공급포트(182)와 기수배출포트(184)가 서로 대응되게 형성되어 있다.
염수공급장치(미도시)에 의해 염수공급포트(182)로 염수가 공급되며, 공급된 염수는 후술하는 염수유로(142)를 따라 담수와 섞여 기수를 형성하며 흐르다가 기수배출포트(184)로 배출된다. 기수배출포트(184)에서의 기수는 담수와 염수가 섞여 승압된 상태로 공지의 터빈발전부(미도시)로 공급되어 PRO발전을 하게된다.
염수공급포트(182)는 양극담수부(170)에 형성되어 있는 염수공급채널(186)과 연결되어 있고, 염수공급채널(186)은 후술하는 양극가스켓(160)과 제 2 분리막(160)과 염수유로(142)의 상류측을 차례로 수직 연통하여 형성되어 있다.
기수배출포트(184)는 양극담수부(170)에 형성되어 있는 염수배출채널(188)과 연결되어 있고, 기수배출채널(188)은 후술하는 양극가스켓(160)과 제 2 분리막(160)과 염수유로(142)의 하류측을 차례로 수직 연통하여 형성되어 있다.
따라서 염수는 염수공급포트(182)를 통하여 공급되고, 염수공급채널(186)을 지나 염수유로(142)의 상류측에서 하류측으로 흐르는 과정에서 담수와 섞여 승압된 기수를 형성하고, 기수는 기수배출채널(188)을 지나 기수배출포트(184)를 통하여 배출되어 승압된 압력을 이용하여 터빈발전부에서 터빈을 돌려 전기를 생산한다. 또, 염수유로(142)는 담수유로(114, 174)와 수직되게 배치되어 염수와 담수는 서로 교차하게 된다. 따라서 담수와 이온전달률을 높혀 발전효율을 더 높일 수 있다.
양극스페이서(176)는 메쉬 형태의 플레이트로 양극유로(174)의 최상측에 돌출되어 즉 양극담수부(170)의 상부에 배치된다. 양극유로(174)의 윗면을 감싸는 형태이고, 다공질이여서 물과 이온이 통과할 수 있다. 양전극판(172)과 후술하는 제 2 분리막(150)을 지지하는 역할을 한다.
양극가스켓(160)은 양극담수부(170) 상부에 배치되고, 절연체로 형성된 박판플레이트 형태로 가운데에는 양극스페이서(176)가 수용될 수 있게 이에 대응되는 홀이 형성되어 있다. 양극유로(174)를 흐르는 담수가 제 2 분리막(150)을 투과하지 않고는 염수부(140)로 유입되지 않게 하며, 염수부(140)의 음이온(Cl-)이 제 2 분리막(150)을 투과하지 않고는 양극담수부(170)로 이동하지 않게 한다.
따라서 결합된 발전장치(100)에서 양극스페이서(176)와 양극가스켓(160)이 함께 담수가 제 2 분리막(150)을 투과하지 않고는 염수부(140)로 유입되지 않게 하며, 염수부(140)의 음이온(Cl-)이 제 2 분리막(150)을 투과하지 않고는 양극담수부(170)로 이동하지 않게 한다. 나아가 염수나 담수가 외부로 누출되지 않게 기밀성을 유지하는 역할을 한다.
제 2 분리막(150)은 양극스페이서(176)와 양극가스켓(160) 상부에 배치되고, 음이온(Cl-)과 물 즉 담수만을 선택적으로 투과시키는 공지의 음이온 삼투분리막이다. 따라서 양극담수부(170)의 담수는 제 2 분리막(150)을 투과해야지만 염수부(140)로 이동할 수 있고, 염수부(140)의 음이온(Cl-)은 제 2 분리막(150)을 투과해야지만 양극담수부(170)로 이동할 수 있다.
염수부(140)는 음극담수부(110)와 양극담수부(170) 사이에 위치한다. 더욱 상세하게는 제 1 분리막(130)과 제 2 분리막(150) 사이에 위치한다. 염수부(140)는 플레이트 형태로 염수유로(142)가 형성되어 있고, 상술한 바와 같이 염수유로의 상류측은 염수공급채널(186)과 연통되어 있고, 하류측은 기수배출채널(188)과 연결되어 있다.
따라서 염수공급포트(182)를 통해 공급된 염수는 염수유로(142)를 따라 흐르다가 제 1 분리막(130)과 제 2 분리막(150)을 투과하여 유입되는 담수와 섞여 기수를 생성하고, 생성된 기수는 기수배출포트(184)를 통해 배출된다.
또, 염수의 양이온(Na+)은 제 1 분리막(130)을 투과하여 음극유로(114)의 담수로 전달되고, 염수의 음이온(Cl-)은 제 2 분리막(150)을 투과하여 양극유로(174)의 담수로 전달된다.
참고로, 염수공급포트(182)와 기수배출포트(184)는 음극담수부(110)에 형성될 수 있으며, 이 경우 염수공급채널(186)은 음극가스켓(120)과 제 1 분리막(130)과 염수유로(142)의 상류측을 수직연통하여 형성되고, 기수배출채널(188)은 음극가스켓(120)과 제 1 분리막(130)과 염수유로(142)의 하류측을 수직연통하여 형성된다.
나아가 염수공급포트(182)와 기수배출포트(184)는 각각 음극담수부(110)와 양극담수부(170)에 설치될 수 있으며, 그 반대도 가능하다. 이 경우 염수공급채널(186)과 기수배출채널(188)은 상술한 바에 따라 음극측과 양극측에 각각 배치된다.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 발전장치(100)의 작동원리 및 효과에 대해서 설명한다.
담수는 음극담수부(110)와 양극담수부(170)를 흐르고, 염수는 염수부(140)를 흐른다. 흐르는 과정에서 염수와 담수의 삼투압의 차이에 의해 음극담수부(110)와 양극담수부(170)의 담수는 제 1 분리막(130)과 제 2 분리막(150)을 투과하여 염수부(140)로 유입된다.
따라서 염수유로(142)를 따라 흐른 염수는 담수와 섞여 승압된 기수를 형성한다. 이러한 상승된 압력을 이용하여 터빈발전부에서 터빈을 돌려 전기에너지를 생산하게 된다. 이는 공지의 PRO발전으로 자세한 설명은 생략한다.
종래의 PRO발전의 경우 분리막을 통해 염수의 이온들이 담수로 넘어가는 것을 방지하려고 노력하였다. 담수로 이동한 이온에 의해 삼투압의 차이가 적어져 발전효율이 떨어진다는 이유였다. 하지만 이온 투과율을 낮게하는 것은 필연적으로 담수의 이동을 낮게 만들고 이에 의하여 발전효율이 떨어지는 악순환이 계속되었었다.
하지만 본 발명의 기술적 특징은 이온의 이동을 허용하되, 이러한 이온을 이용하여 기전력을 발생시켜 RED발전에 활용하는 것이다. 이하 본 발명의 RED발전에 대해서 설명한다.
염수의 양이온(Na+)은 제 1 분리막(130)을 투과하여 음극담수부(110)의 음극유로(114)의 담수로 유입되고, 음이온(Cl-)은 제 2 분리막(150)을 투과하여 양극담수부(170)의 양극유로(174)의 담수로 유입된다.
제 1 분리막(130)은 양이온 삼투분리막으로 양이온만을 선택적으로 투과시키고, 제 2 분리막(150)은 음이온 삼투분리막으로 음이온만을 선택적으로 투과시키기 때문이다.
이러한 이온의 편향적인 이동에 의해 음극담수부(110)와 양극담수부(170) 사이에 이온의 농도차에 의한 전위차가 발생하게 되고, 따라서 음전극판(112)에서는 산화반응이 일어나 전자를 잃고, 양전극판(172)에서는 환원반응이 일어나 전자를 얻게 된다. 따라서 전기에너지가 발생하게 된다.
상술한 바를 종합하면, 본 발명의 실시형태에 따른 발전장치(100)는 하나의 장치 내에서 PRO발전과 RED발전을 동시에 할 수 있는 동시에 기존 PRO발전이 가지고 있는 단점을 해결하였다. 따라서 높은 발전효율을 얻을 수 있다.
이때, PRO발전에 의해 생성되는 에너지는 전력 계통에 연결되어 전기를 공급하거나 직접 부하에 연결되어 전기를 공급할 수 있다. RED 방식에 의해 발전되는 에너지는 PRO발전에 비해 상대적으로 출력이 작아서 PRO발전과 동일한 전기를 공급하기는 어려우나, 별도의 배터리에 충전을 하거나 출력에 맞는 부하에 연결하여 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시형태에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시형태에 국한되어 정해져서는 안 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 발전장치 110 : 음극담수부
112 : 음전극판 114 : 음극유로
116 : 음극스페이서 117 : 음극담수공급포트
118 : 음극담수배출포트 120 : 음극가스켓
130 : 제 1 분리막 140 : 염수부
142 : 염수유로 150 : 제 2 분리막
160 : 양극가스켓 176 : 양극스페이서
170 : 양극담수부 172 : 양전극판
174 : 양극유로 176 : 양극스페이서
177 : 양극담수공급포트 178 : 양극담수배출포트
182 : 염수공급포트 184 : 기수배출포트
186 : 염수공급채널 188 : 기수배출채널

Claims (6)

  1. 담수가 공급되고, 공급된 담수가 흐르는 음극유로가 형성되어 있고, 상기 음극유로를 따라 흐른 담수가 배출되는 음극담수부;
    상기 음극담수부의 하부에 이격되어 위치하고, 담수가 공급되고, 공급된 담수가 흐르는 양극유로가 형성되어 있고, 상기 양극유로를 따라 흐른 담수가 배출되는 양극담수부;
    상기 음극담수부와 상기 양극담수부의 사이에 배치되어 염수가 공급되어 흐르게 되며, 공급된 염수가 흐르는 동안 담수가 섞여 흐르게 되는 염수유로가 형성되어 있고, 상기 염수유로를 따라 흐른 염수와 담수가 배출되도록 형성된 염수부;
    상기 염수부와 상기 음극담수부 사이에 위치하고, 물과 이온을 선택적으로 투과하는 제 1 분리막;
    상기 염수부와 상기 양극담수부 사이에 위치하고, 물과 이온을 선택적으로 투과하는 제 2 분리막;
    상기 제 1 분리막과 상기 음극유로 사이에 배치되고, 상기 음극유로의 담수가 상기 제 1 분리막을 투과하지 않고는 상기 염수부로 유입될 수 없도록 차단하는 음극가스킷;
    상기 제 2 분리막과 상기 양극유로 사이에 배치되고, 상기 양극유로의 담수가 상기 제 2 분리막을 투과하지 않고는 상기 염수부로 유입될 수 없도록 차단하는 양극가스킷;을 포함하여 구성됨으로써,
    상기 염수와 담수의 삼투압을 이용하여 PRO 발전을 하고, 상기 제 1 분리막과 상기 제 2 분리막을 투과한 이온에 의해 전위차가 발생되어 RED 발전을 하는 것을 특징으로 하는 발전장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 분리막은 담수와 양이온만을 선택적으로 투과시키며, 상기 제 2 분리막은 담수와 음이온만을 선택적으로 투과시키는 것을 특징으로 하는 발전장치.
  3. 삭제
  4. 담수가 공급되고, 공급된 담수가 흐르는 음극유로가 형성되어 있고, 상기 음극유로를 따라 흐른 담수가 배출되는 음극담수부;
    상기 음극담수부의 하부에 이격되어 위치하고, 담수가 공급되고, 공급된 담수가 흐르는 양극유로가 형성되어 있고, 상기 양극유로를 따라 흐른 담수가 배출되는 양극담수부;
    상기 음극담수부와 상기 양극담수부의 사이에 배치되어 염수가 공급되어 흐르게 되며, 공급된 염수가 흐르는 동안 담수가 섞여 흐르게 되는 염수유로가 형성되어 있고, 상기 염수유로를 따라 흐른 염수와 담수가 배출되도록 형성된 염수부;
    상기 염수부와 상기 음극담수부 사이에 위치하고, 물과 이온을 선택적으로 투과하는 제 1 분리막;
    상기 염수부와 상기 양극담수부 사이에 위치하고, 물과 이온을 선택적으로 투과하는 제 2 분리막;
    상기 음극담수부에서 상기 음극유로 상부에는 음전극판이 설치되고, 하부에는 상기 제 1 분리막을 지지하도록 설치되는 음극스페이서;
    상기 양극담수부에서 상기 양극유로 하부에는 양전극판이 설치되고, 상부에는 상기 제 2 분리막을 지지하는 양극스페이서;를 포함하여 구성됨으로써, 상기 염수와 담수의 삼투압을 이용하여 PRO 발전을 하고, 상기 제 1 분리막과 상기 제 2 분리막을 투과한 이온에 의해 전위차가 발생되어 RED 발전을 하는 것을 특징으로 하는 발전장치.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음극유로와 염수유로의 흐르는 방향은 서로 직각이고,
    상기 양극유로와 상기 염수유로의 흐르는 방향은 서로 직각인 것을 특징으로 하는 발전장치.
  6. 삭제
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