KR101747594B1 - 전극 및 이를 포함하는 전기분해장치 - Google Patents

전극 및 이를 포함하는 전기분해장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101747594B1
KR101747594B1 KR1020160008445A KR20160008445A KR101747594B1 KR 101747594 B1 KR101747594 B1 KR 101747594B1 KR 1020160008445 A KR1020160008445 A KR 1020160008445A KR 20160008445 A KR20160008445 A KR 20160008445A KR 101747594 B1 KR101747594 B1 KR 101747594B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
gas
electrolytic apparatus
metal powder
protrusion
Prior art date
Application number
KR1020160008445A
Other languages
English (en)
Inventor
이태형
Original Assignee
주식회사 다음에너지
이태형
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 다음에너지, 이태형 filed Critical 주식회사 다음에너지
Priority to KR1020160008445A priority Critical patent/KR101747594B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101747594B1 publication Critical patent/KR101747594B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C25B11/0426—
    • C25B11/0436—
    • C25B9/12—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0206—Non-hydrocarbon fuels, e.g. hydrogen, ammonia or carbon monoxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/10—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone
    • F02M25/12—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone the apparatus having means for generating such gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/124—Intrinsically conductive polymers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Abstract

전극 및 전기분해장치가 개시된다. 본 발명에 따른 전기분해장치는 양의 전압이 인가되는 제2 전극, 음의 전압이 인가되는 제3 전극, 상기 제2 전극 및 제3 전극 사이에 배열되는 복수의 제1 전극, 상기 제2 전극의 외측면과 마주보게 배치되고 전해액 유입구를 구비하는 제1 플레이트, 상기 제3 전극의 외측면과 마주보게 배치되고 가스배출구를 구비하는 제2 플레이트, 및 상기 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 사이에 배치되고 중심부가 비어있는 실링부재를 포함하되, 상기 제1 전극 및 제3 전극은 상기 제2 전극과 마주보는 일면 상에 상기 제1 전극 및 제3 전극의 중심부를 향해 상향경사진 방향으로 길게 연장되는 복수의 돌출부 및 상기 전극의 중심을 지나 상하로 가로지르고, 상기 돌출부의 단부에 접하며, 상기 돌출부가 형성되어 있지 않은 기체상승채널을 포함하고, 상기 제1 전극, 제2 전극, 제3 전극은 전도성 고분자와 금속분말이 혼합된 복합체를 포함하여 형성된다.

Description

전극 및 이를 포함하는 전기분해장치{ELECTRODES AND THE ELECTROLYSIS APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 전극 및 이를 포함하는 전기분해장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전도성 고분자를 포함하고 표면적이 증가된 전극 및 이를 포함하는 전기분해장치에 관한 것이다.
전기분해(electrolysis)는 수용액 상태에서 자연적으로 음이온과 양이온으로 분리되지 않는 물질을 전기적인 힘을 이용하여 강제적으로 음이온과 양이온으로 분리시키는 과정을 의미한다. 이러한 전기분해에 사용되는 전기분해장치는 기본적으로 외부전원, 양전극 및 음전극을 포함하여 구성된다. 상기 외부전원은 전기분해 대상물이 음이온과 양이온으로 강제적으로 분리되는 전기적인 힘을 제공하며, 상기 음전극과 양전극은 각각 전기분해 대상물에 전기적인 힘을 전달하는 역할 및 음이온 또는 양이온이 증착되는 장소를 제공하는 역할을 할 수 있다. 특히, 물을 전기분해하면 산소와 수소가 1:2 비율로 혼합된 브라운 가스(Brown’s Gas)를 발생시킬 수 있으며, 이 가스는 무공해 에너지원 또는 연료로 사용할 수 있다.
한편, 자동차 또는 발전소에서 사용되는 내연기관은 화석연료의 일종인 경유 또는 휘발유 등의 연료를 공기와 소정 비율로 혼합시켜 기체화시킨 상태에서 엔진룸의 연소실 내부에 주입하고 연소시켜 동력을 얻으며, 연소효율을 높여 연비를 향상시키고 배기가스를 저감하는 방향으로 기술개발이 이루어져 왔다.
근래에는 수소 또는 산소와 수소의 혼합가스를 엔진 내부에 미량 공급하여 연소효율을 높이는 연구가 활발하게 진행중이며, 혼합가스를 공급 위하여 물을 전기분해하는 장치들이 개발되고 있다.
종래 기술은 양전극 또는 음전극으로 금속 재질의 평판형 전극이 주로 사용되었으며, 이러한 금속 재질의 평판형 전극은 구성이 간단한 장점은 있으나 전극이 부식되고 전기분해의 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 녹 발생이 저감되고 전기분해효율이 향상된 전기분해장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기분해장치용 전극은 상기 전극의 적어도 일면 상에서 상기 전극의 중심부를 향해 상향경사진 방향으로 길게 연장되는 복수의 돌출부 및 상기 전극의 중심을 지나 상하로 가로지르고, 상기 돌출부의 단부에 접하며, 상기 돌출부가 형성되어 있지 않은 기체상승채널을 포함하되, 상기 전극은 전도성 고분자와 금속분말이 혼합된 복합체를 포함하여 형성된다.
상기 전도성 고분자는 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리인돌, 폴리피렌. 폴리카바졸, 폴리아줄렌, 폴리아제핀, 폴리플루오렌, 폴리나프탈렌 및 폴리에틸렌디옥시티오펜으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질일 수 있다.
상기 금속분말은 금, 은, 구리, 니켈, 인듐, 주석, 납, 비스무트로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질일 수 있다.
상기 돌출부는 상기 전극의 일면 상에만 돌출되어 있을 수 있다.
상기 돌출부의 단면은 사다리꼴일 수 있다.
상기 돌출부의 단면은 직사각형일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기분해장치는 양의 전압이 인가되는 제2 전극; 음의 전압이 인가되는 제3 전극; 상기 제2 전극 및 제3 전극 사이에 배열되는 복수의 제1 전극; 상기 제2 전극의 외측면과 마주보게 배치되고 전해액 유입구를 구비하는 제1 플레이트; 상기 제3 전극의 외측면과 마주보게 배치되고 가스배출구를 구비하는 제2 플레이트; 및 상기 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 사이에 배치되고 중심부가 비어있는 실링부재를 포함하되, 상기 제1 전극 및 제3 전극은 상기 제2 전극과 마주보는 일면 상에 상기 제1 전극 및 제3 전극의 중심부를 향해 상향경사진 방향으로 길게 연장되는 복수의 돌출부 및 상기 전극의 중심을 지나 상하로 가로지르고, 상기 돌출부의 단부에 접하며, 상기 돌출부가 형성되어 있지 않은 기체상승채널을 포함하고, 상기 제1 전극, 제2 전극, 제3 전극은 전도성 고분자와 금속분말이 혼합된 복합체를 포함하여 형성된다.
상기 전도성 고분자는 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리인돌, 폴리피렌. 폴리카바졸, 폴리아줄렌, 폴리아제핀, 폴리플루오렌, 폴리나프탈렌 및 폴리에틸렌디옥시티오펜으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질일 수 있다.
상기 금속분말은 금, 은, 구리, 니켈, 인듐, 주석, 납, 비스무트로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질일 수 있다.
상기 돌출부의 단면은 사다리꼴일 수 있다.
상기 돌출부의 단면은 직사각형일 수 있다.
본 발명에 따른 전극 및 전기분해장치에 의하면, 전도성 고분자 및 금속분말을 포함하여 내부식성이 향상되고, 표면적이 증가되어 전기분해 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기분해장치용 전극(100)을 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전극을 도시하는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기분해장치의 분해사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기분해장치의 조립도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
구성 요소가 다른 구성 요소의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성 요소의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 구성 요소가 다른 구성 요소의 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성 요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 [0036] 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소는 하나 이상의 다른 구성 요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소 일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기분해장치용 전극(100)을 도시하는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전극을 도시하는 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-A’를 따라 자른 단면도이고, 4는 본 발명에 따른 전기분해장치의 분해사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 전기분해장치의 조립도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 전극(100)은 돌출부(110), 판상부(120), 오목부(121), 기체상승채널(122), 유동홀(123), 및 고정홀(124)을 포함한다. 판상부(120)는 얇고 편평한 형상일 수 있고, 판상부(120)의 일면 상에 형성된 다수의 돌출부(110)를 포함할 수 있다. 돌출부(110)는 판상부(120)의 일면과 평행한 방향으로 가늘고 길게 뻗고 상호 일정한 간격을 갖고 배치되어 오목부(121)를 정의할 수 있다. 돌출부(110) 및 오목부(121)가 교대로 반복 형성됨으로써 제1 전극의 표면적을 증가시킬 수 있다. 바람직한 실시예에서, 돌출부(110)의 돌출 높이 및 판상부(120)의 두께는 각각 1mm일 수 있다.
기체상승채널(122)은 제1 전극(100)의 중심을 지나 상하 방향으로로 뻗어 있어 제1 전극(100)을 좌우로 이분할 수 있다.
돌출부(110)는 기체상승채널(122)을 향해 상향경사지도록 배치될 수 있다. 더욱 구체적으로 설명하면, 돌출부(110)는 제1 전극(100)의 좌우측 모서리로부터 기체상승채널(122)을 향해 상측방향으로 연장형성될 수 있다. 따라서, 돌출부(110)는 제1 전극(100)으로부터 생성된 가스를 기체상승채널(122)로 안내할 수 있다. 또한, 기체상승채널(122) 상에는 돌출부(100)가 형성되어 있지 않음으로써 가스가 기체상승채널(122)을 통해 상측으로 이동할 수 있는 공간을 제공할 수 있다.
유동홀(123) 및 고정홀(124)은 제1 전극(100)을 관통하여 형성될 수 있다. 유동홀(123)은 복수개일 수 있고, 제1 전극(100) 상에 배치되어 전해셀 내의 전해액 및 가스가 제1 전극(100)을 통과할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 유동홀(123)은 각각 제1 전극(100)의 상부에 3개, 하부에 1개가 배치될 수 있다. 이때, 상부에 배치된 유동홀(123)은 가스가 이동하는 통로가 될 수 있고, 하부에 배치된 유동홀(123)은 전해액이 이동하는 통로가 될 수 있다. 고정홀(124)은 제1 전극(100)의 테두리에 인접하게 배치될 수 있고, 볼트 등의 고정수단이 삽입됨으로써 제1 전극(100)이 고정될 수 있다.
제1 전극(100)은 전도성 고분자 및 금속 분말을 포함할 수 있다. 전도성 고분자로는 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리인돌, 폴리피렌. 폴리카바졸, 폴리아줄렌, 폴리아제핀, 폴리플루오렌, 폴리나프탈렌 및 폴리에틸렌디옥시티오펜으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질일 수 있다. 금속분말로는 금, 은, 구리, 니켈, 인듐, 주석, 납, 비스무트로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질일 수 있다. 전도성 고분자와 금속 분말의 복합체로 도전성을 향샹시키는 것은 공지의 기술이므로 더욱 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 상기와 같이, 전도성 고분자와 금속 분말을 혼합하면 우수한 전도성과 내부식성을 얻을 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전극(100)의 단면은 사다리꼴 단면을 갖는 돌출부(110)를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 설명하면, 돌출부(110)는 돌출된 방향을 향하는 단면이 판상부(120)를 향하는 단면보다 짧은 사다리꼴 단면을 가질 수 있다. 따라서 각각의 돌출부(110) 사이에 돌출부(110)에 의해 정의되는 오목부(121)도 사다리꼴 단면을 가질 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 전기분해장치는 제1 전극(100), 제2 전극(200), 제3 전극(300), 실링부재(400), 제1 플레이트(500), 제2 플레이트(600), 제1 브라켓(700), 및 제2 브라켓(800)을 포함한다.
본 발명에 따른 전기분해장치(10)의 복수의 제1 전극(100) 사이에는 실링부재(400)가 배치될 수 있다. 실링부재(400)는 테두리 면이 제1 전극과 일치하고 중심부가 비어있을 수 있다. 실링부재(400)가 제1 전극(100)들 사이의 테두리 공간을 막음으로써 장치 내부의 기밀성이 확보될 수 있고, 전해액이 충전될 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 또한, 실링부재(400)는 전극들(200, 300, 400) 사이의 간격을 유지시키는 스페이서일 수 있다. 예시적인 실시예에서 실링부재(400)는 실리콘을 포함할 수 있다.
일정한 간격으로 배열된 복수의 제1 전극(100)이 배열된 방향 양측으로 제2 전극(200) 및 제3 전극(300)이 배치될 수 있다. 제1 전극(100)과 제2 전극(200) 사이에 실링부재(400)가 배치되고, 제1 전극(100)과 제3 전극(300) 사이에도 실링부재(400)가 배치될 수 있다. 제2 전극(200)과 제3 전극(300)에는 전압이 인가될 수 있으며, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 제2 전극(200)이 양전극이고 제3 전극(300)이 음전극인 경우로 한정하여 설명한다.
바람직한 실시예에서, 제1 전극(100)은 5개이고, 제2 전극(200)과 제3 전극의 전위차가 12V이며, 이 경우 전극들(100, 200, 300) 간의 전위차가 2V로 형성되어 분극현상이 최소화될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 전극(100)의 일면상에 돌출부(110)가 형성되어 있고, 제1 전극(100)은 돌출부(11)가 형성되어 있는 일면이 제2 전극(200)을 향하도록 배열될 수 있다. 즉, 돌출부(11)가 형성되어 표면적이 증가된 면이 음전극으로 작용하여 수소기체 발생을 촉진할 수 있다. 이 경우, 음전극인 제3 전극(300)의 일면 상에도 돌출부가 형성될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 제1 전극(100)의 일면과 타면을 포함하는 양면 상에 돌출부(11)가 형성되어 있을 수도 있다.
제1 플레이트(500) 및 제2 플레이트(600)는 각각 제2 전극(200) 및 제3 전극(300)과 실링부재(400)를 사이에 두고 마주보도록 배치될 수 있다. 제1 플레이트(500)는 전해액이 유입될 수 있는 전해액 유입구(510)를 포함할 수 있고, 제2 플레이트는 산소와 수소의 혼합가스가 전기분해장치(10)의 외부로 배출될 수 있는 가스배출구(610)를 포함할 수 있다. 제1 플레이트(500) 및 제2 플레이트(600)의 하측 모서리에 브라켓(700)이 고정되어 본 발명에 따른 전기분해장치(10)를 고정설치할 수 있다. 제1 플레이트(500) 및 제2 플레이트(600)는 절연성 물질을 포함할 수 있고, 예컨대 플라스틱 또는 합성수지 등일 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 전기분해장치용 전극의 다른 실시예에 따른 단면도이다. 도 6은 도 3과 유사하다. 다만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 전극(101)에 형성된 돌출부(111)가 직사각형의 단면을 갖는 점에서 도 3의 실시예와 상이하다. 이 경우, 돌출부(111)와 오목부(125)가 직사각형 단면을 가짐으로써 사다리꼴 단면을 가질때에 비해 상대적으로 큰 표면적을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극 및 전기분해장치는 전도성 고분자 및 금속분말을 포함하여 내부식성이 향상되고, 표면적이 증가되어 전기분해 효율이 향상된 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변형하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 전기분해장치 100 : 제1 전극
110 : 돌출부 111 : 돌출부
120 : 판상부 121 : 오목부
122 : 기체상승채널 123 : 유동홀
124 : 고정홀 125 : 오목부
200 : 제2 전극 300 : 제3 전극
400 : 실링부재 500 : 제1 플레이트
510 : 전해액 유입구 600 : 제2 플레이트
610 : 가스배출구 700 : 브라켓

Claims (11)

  1. 수소-산소 혼합가스를 내연기관에 공급하기 위한 전기분해장치용 전극에 있어서,
    상기 전극의 적어도 일면 상에서 상기 전극의 중심부를 향해 상향경사진 방향으로 길게 연장되는 복수의 돌출부;
    상기 전극의 중심을 지나 상하로 가로지르고, 상기 돌출부의 단부에 접하며, 상기 돌출부가 형성되어 있지 않은 기체상승채널; 및
    상기 기체상승채널 상의 상부와 하부에서 상기 전극면을 관통하여 형성된 복수의 유동홀을 포함하되,
    상기 전극은 전도성 고분자와 금속분말이 혼합된 복합체를 포함하여 형성되고, 상기 돌출부를 따라 상기 전극의 중심부를 향해 이동한 기체가 상기 기체상승채널을 통해 위로 상승할 수 있도록 상기 돌출부와 상기 기체상승채널이 연결되어 있고, 상기 전도성 고분자는 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리인돌, 폴리피렌. 폴리카바졸, 폴리아줄렌, 폴리아제핀, 폴리플루오렌, 폴리나프탈렌 및 폴리에틸렌디옥시티오펜으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질이고, 상기 금속분말은 금, 은, 구리, 니켈, 인듐, 주석, 납, 비스무트로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질인 전기분해장치용 전극.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 돌출부는 상기 전극의 일면 상에만 돌출되어 있는 전기분해장치용 전극
  5. 제1항에 있어서, 상기 돌출부의 단면은 사다리꼴인 전기분해장치용 전극.
  6. 제1항에 있어서, 상기 돌출부의 단면은 직사각형인 전기분해장치용 전극.
  7. 수소-산소 혼합가스를 내연기관에 공급하기 위한 전기분해장치에 있어서,
    양의 전압이 인가되는 제2 전극;
    음의 전압이 인가되는 제3 전극;
    상기 제2 전극 및 제3 전극 사이에 배열되는 복수의 제1 전극;
    상기 제2 전극의 외측면과 마주보게 배치되고 전해액 유입구를 구비하는 제1 플레이트;
    상기 제3 전극의 외측면과 마주보게 배치되고 가스배출구를 구비하는 제2 플레이트; 및
    상기 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 사이에 배치되고 중심부가 비어있는 실링부재를 포함하되,
    상기 제1 전극 및 제3 전극은 상기 제2 전극과 마주보는 일면 상에 상기 제1 전극 및 제3 전극의 중심부를 향해 상향경사진 방향으로 길게 연장되는 복수의 돌출부, 상기 전극의 중심을 지나 상하로 가로지르고, 상기 돌출부의 단부에 접하며, 상기 돌출부가 형성되어 있지 않은 기체상승채널 및 상기 기체상승채널 상의 상부와 하부에서 상기 전극면을 관통하여 형성된 복수의 유동홀을 포함하고,
    상기 제1 전극, 제2 전극, 제3 전극은 전도성 고분자와 금속분말이 혼합된 복합체를 포함하여 형성되고, 상기 돌출부를 따라 상기 전극의 중심부를 향해 이동한 기체가 상기 기체상승채널을 통해 위로 상승할 수 있도록 상기 돌출부와 상기 기체상승채널이 연결되어 있고, 상기 전도성 고분자는 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리인돌, 폴리피렌. 폴리카바졸, 폴리아줄렌, 폴리아제핀, 폴리플루오렌, 폴리나프탈렌 및 폴리에틸렌디옥시티오펜으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질이고, 상기 금속분말은 금, 은, 구리, 니켈, 인듐, 주석, 납, 비스무트로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질인 전기분해장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서, 상기 돌출부의 단면은 사다리꼴인 전기분해장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 돌출부의 단면은 직사각형인 전기분해장치.
KR1020160008445A 2016-01-25 2016-01-25 전극 및 이를 포함하는 전기분해장치 KR101747594B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160008445A KR101747594B1 (ko) 2016-01-25 2016-01-25 전극 및 이를 포함하는 전기분해장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160008445A KR101747594B1 (ko) 2016-01-25 2016-01-25 전극 및 이를 포함하는 전기분해장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101747594B1 true KR101747594B1 (ko) 2017-06-14

Family

ID=59217868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160008445A KR101747594B1 (ko) 2016-01-25 2016-01-25 전극 및 이를 포함하는 전기분해장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101747594B1 (ko)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019231007A1 (ko) * 2018-05-28 2019-12-05 Lee Chunmi 수소 발생 장치
WO2019231005A1 (ko) * 2018-05-28 2019-12-05 Lee Chunmi 수소 발생 장치
WO2019231008A1 (ko) * 2018-05-28 2019-12-05 Lee Chunmi 브라운 가스 발생 장치
WO2019231006A1 (ko) * 2018-05-28 2019-12-05 Lee Chunmi 브라운 가스 발생 장치
KR20190141453A (ko) * 2018-06-14 2019-12-24 다온기전 주식회사 브라운 가스 발생 장치
KR20190141455A (ko) * 2018-06-14 2019-12-24 다온기전 주식회사 브라운 가스 발생 장치
KR20200023838A (ko) * 2018-08-27 2020-03-06 (주)이지아이에스 브라운 가스 발생장치
KR20210022369A (ko) * 2019-08-20 2021-03-03 (주)이지아이에스 자동차 정비업소용 포터블 카본 클리닝 장치
KR20240048350A (ko) 2022-10-06 2024-04-15 서울대학교산학협력단 태양광 물분해용 광전극 및 그 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5665212A (en) 1992-09-04 1997-09-09 Unisearch Limited Acn 000 263 025 Flexible, conducting plastic electrode and process for its preparation
JP3102932B2 (ja) * 1991-10-29 2000-10-23 帝人テクロス株式会社 シェニール糸及びそれによるシート材
KR100798429B1 (ko) 2007-08-09 2008-01-28 공주대학교 산학협력단 고비표면적의 다공성 전극의 제조 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3102932B2 (ja) * 1991-10-29 2000-10-23 帝人テクロス株式会社 シェニール糸及びそれによるシート材
US5665212A (en) 1992-09-04 1997-09-09 Unisearch Limited Acn 000 263 025 Flexible, conducting plastic electrode and process for its preparation
KR100798429B1 (ko) 2007-08-09 2008-01-28 공주대학교 산학협력단 고비표면적의 다공성 전극의 제조 방법

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019231005A1 (ko) * 2018-05-28 2019-12-05 Lee Chunmi 수소 발생 장치
WO2019231008A1 (ko) * 2018-05-28 2019-12-05 Lee Chunmi 브라운 가스 발생 장치
WO2019231006A1 (ko) * 2018-05-28 2019-12-05 Lee Chunmi 브라운 가스 발생 장치
KR20190135071A (ko) * 2018-05-28 2019-12-06 이춘미 브라운 가스 발생 장치
KR20190135073A (ko) * 2018-05-28 2019-12-06 이춘미 브라운 가스 발생 장치
WO2019231007A1 (ko) * 2018-05-28 2019-12-05 Lee Chunmi 수소 발생 장치
KR102146234B1 (ko) * 2018-05-28 2020-08-20 이춘미 브라운 가스 발생 장치
KR102188770B1 (ko) * 2018-05-28 2020-12-08 이춘미 브라운 가스 발생 장치
KR102228566B1 (ko) * 2018-06-14 2021-03-15 다온기전 주식회사 브라운 가스 발생 장치
KR20190141453A (ko) * 2018-06-14 2019-12-24 다온기전 주식회사 브라운 가스 발생 장치
KR20190141455A (ko) * 2018-06-14 2019-12-24 다온기전 주식회사 브라운 가스 발생 장치
KR102228568B1 (ko) * 2018-06-14 2021-03-15 다온기전 주식회사 브라운 가스 발생 장치
KR20200023838A (ko) * 2018-08-27 2020-03-06 (주)이지아이에스 브라운 가스 발생장치
KR102158973B1 (ko) * 2018-08-27 2020-09-23 (주)이지아이에스 브라운 가스 발생장치
KR20210022369A (ko) * 2019-08-20 2021-03-03 (주)이지아이에스 자동차 정비업소용 포터블 카본 클리닝 장치
KR102226377B1 (ko) * 2019-08-20 2021-03-26 (주)이지아이에스 자동차 정비업소용 포터블 카본 클리닝 장치
KR20240048350A (ko) 2022-10-06 2024-04-15 서울대학교산학협력단 태양광 물분해용 광전극 및 그 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101747594B1 (ko) 전극 및 이를 포함하는 전기분해장치
US10141584B2 (en) Separator of fuel cell and fuel cell having the same
US7396609B2 (en) Fuel cell and metal separator for fuel cell
CN107810573B (zh) 隔板及其制造方法以及包括该隔板的燃料电池组
KR20150108297A (ko) 전해수 생성 장치 및 그 제조방법
CN104364425A (zh) 双极式碱性水电解单元和电解槽
JP6272911B2 (ja) 電解セルの合成フロープレート
CN109524684B (zh) 一种具有仿生自排水功能的燃料电池双极板及自排水方法
US9083017B2 (en) Fuel cell stack
CN104051771B (zh) 燃料电池堆和包括其的车辆
US10629919B2 (en) Separating plate, method for manufacturing same, and fuel cell stack comprising same
US9431673B2 (en) Fuel cell
CN104205450B (zh) 燃料电池
CN104247116B (zh) 燃料电池堆
US20120308913A1 (en) Controlling fuel cell
KR101474868B1 (ko) 전해액 확산 및 가스 배출 효율이 향상된 수전해조
US10141595B2 (en) Fuel cell stack
CN108258336B (zh) 燃料电池堆和伪电池
US20170117559A1 (en) Fuel cell
US11629416B2 (en) Fluid electrolysis apparatus
US20150207164A1 (en) Fuel cell
US9059442B2 (en) Fuel cell
US20140147765A1 (en) Fuel cell stack
JP2008084794A (ja) 燃料電池用セパレータ
CN116710598A (zh) 密封电解池的方法

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant