KR101755668B1 - Electrolysis apparatus using piezoelectric energy harvesting at alternating wave current - Google Patents

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Abstract

압전하베터스에 의해 생성된 교류파 전류를 브리지 정류기를 통하여 플러스 형태의 교류 전압으로 변환시킴으로써, 고온 수전해로 수소를 생산하거나, 암모니아 생산 또는 CO2를 분해하여 CO와 O2로 분리할 수 있는 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치는 반응 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버의 상측에 장착된 고체전해질 전지; 상기 고체전해질 전지와 이격된 일측에 장착되며, 압전하베스팅에 의해 교류파 전압을 생성하는 압전 하베스터; 및 상기 고체전해질 전지와 압전 하베스터 사이에 장착되어, 상기 압전 하베스터에 의해 생성된 교류파 전압을 플러스 형태의 교류 전압으로 변화시켜 상기 고체전해질 전지로 인가하기 위한 브리지 정류기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.By converting the AC wave current generated by the piezoelectronics to a positive AC voltage through the bridge rectifier, it can produce hydrogen by hot water electrolysis, decompose ammonia production or CO 2 into CO and O 2 And an electrolytic apparatus under an AC wave voltage using a piezoelectric hubbing.
The electrolytic apparatus under an AC voltage using piezoelectric harvesting according to the present invention includes a chamber for providing a reaction space; A solid electrolyte cell mounted on the upper side of the chamber; A piezoelectric harvester installed at a side spaced apart from the solid electrolyte cell and generating an AC voltage by piezoelectric hubbing; And a bridge rectifier mounted between the solid electrolyte cell and the piezoelectric harvester for applying an AC voltage generated by the piezoelectric harvester to a positive AC voltage and applying the alternating voltage to the solid electrolyte cell .

Figure 112016037381979-pat00001
Figure 112016037381979-pat00001

Description

압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치{ELECTROLYSIS APPARATUS USING PIEZOELECTRIC ENERGY HARVESTING AT ALTERNATING WAVE CURRENT}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to an electrolytic apparatus using an electrowinning voltage using piezoelectric harvesting,

본 발명은 전기 분해 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압전 하베스터에 의해 생성된 교류파 전압을 브리지 정류기를 통하여 플러스 형태의 교류 전압으로 변환시킴으로써, 고온 수전해로 수소를 생산하거나, 암모니아 생산 또는 CO2를 분해하여 CO와 O2로 분리할 수 있는 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 이온전도도를 갖는 세라믹 막을 이용한 전기 분해 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolytic device, and more particularly, to an electrolytic device that converts an AC voltage generated by a piezoelectric harvester into a positive AC voltage through a bridge rectifier, The present invention relates to an electrolytic apparatus using a ceramic membrane having an ionic conductivity under an alternating-current voltage using piezoelectric harvesting capable of decomposing CO 2 and O 2 .

전기분해(electrolysis)는 수용액 상태에서 자연적으로 음이온과 양이온으로 분리되지 않는 물질을 전기적인 힘을 이용하여 강제적으로 음이온과 양이온으로 분리시키는 과정을 의미한다.Electrolysis refers to a process of forcibly separating a substance that is not separated into anion and cation naturally in an aqueous solution state into an anion and a cation by using an electric force.

이러한 전기분해에 사용되는 전기분해 장치는 기본적으로 외부전원, 음전극 및 양전극을 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 하게 된다.The electrolytic apparatus used for such electrolysis basically comprises an external power source, a negative electrode and a positive electrode. The external power source provides an electric force in which the object to be electrolyzed is forcibly separated into an anion and a cation. The cathode and the anode each have a role of transmitting an electric force to the electrolysis object and a place where an anion or a cation is deposited .

이러한 전기분해는 물(H2O)의 전기분해와 염(salt)의 전기분해로 구분할 수 있으며, 염의 전기분해는 염을 수용액 상태로 만들어 전기 분해하는 경우와 용융시켜 전기 분해하는 경우가 있다.Such electrolysis can be divided into electrolysis of water (H 2 O) and electrolysis of salt. In the case of electrolysis of a salt, the salt is electrolyzed by making the salt into an aqueous solution state and sometimes electrolyzed by melting.

관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0056157호 (2013.05.29. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 압전소자 전기생성장치와 이를 이용한 수소와 산소 및 전기생산시스템을 구비한 전기 및 온수 공급장치가 기재되어 있다.
The related literature is Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0056157 (published on Mar. 29, 2013), which discloses a piezoelectric element electricity generating device and an electric and hot water A feeding device is described.

본 발명의 목적은 압전 하베스터에 의해 생성된 교류파 전압을 브리지 정류기를 통하여 플러스 형태의 교류 전압으로 변환시킴으로써, 고온 수전해로 수소를 생산하거나, 암모니아 생산 또는 CO2를 분해하여 CO와 O2로 분리할 수 있는 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치를 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to produce hydrogen by hot water electrolysis by converting an AC voltage generated by a piezoelectric harvester into a positive AC voltage through a bridge rectifier or by decomposing ammonia or CO 2 into CO and O 2 And to provide an electrolytic device under an alternating-current voltage using a separable piezoelectric hubbing.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치는 반응 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버의 상측에 장착된 고체전해질 전지; 상기 고체전해질 전지와 이격된 일측에 장착되며, 압전하베스팅에 의해 교류파 전압을 생성하는 압전 하베스터; 및 상기 고체전해질 전지와 압전 하베스터 사이에 장착되어, 상기 압전 하베스터에 의해 생성된 교류파 전압을 플러스 형태의 교류 전압으로 변화시켜 상기 고체전해질 전지로 인가하기 위한 브리지 정류기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
To achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, there is provided an electrolytic apparatus under an AC voltage using a piezoelectric hubbing, comprising: a chamber for providing a reaction space; A solid electrolyte cell mounted on the upper side of the chamber; A piezoelectric harvester installed at a side spaced apart from the solid electrolyte cell and generating an AC voltage by piezoelectric hubbing; And a bridge rectifier mounted between the solid electrolyte cell and the piezoelectric harvester for applying an AC voltage generated by the piezoelectric harvester to a positive AC voltage and applying the alternating voltage to the solid electrolyte cell .

본 발명에 따른 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치는 압전하베스팅에 의해서 생성되는 교류파 전압을 전기 분해 장치에 이용하는 것으로써, 교류파 형태의 전압신호가 1.1V 범위 이상에서 요동치더라도 전기분해 반응은 전체적으로 진행이 되어 고온 수전해로 수소를 생산하거나, 암모니아 생산 또는 CO2를 분해하여 CO와 O2로 분리할 수 있다.The electrolytic apparatus under the AC voltage using the piezoelectric hubbing according to the present invention uses the AC voltage generated by the piezoelectric harvesting in the electrolytic apparatus so that the voltage signal of the AC voltage waveform is oscillated Even if the electrolysis reaction proceeds as a whole, hydrogen can be produced by hot water electrolysis, or ammonia production or decomposition of CO 2 into CO and O 2 .

또한, 본 발명에 따른 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치는 압전 하베스터에 의해 자체적인 전기 생산이 가능할 뿐만 아니라, 이중 원통형 구조를 고체전해질 전지의 도입으로 연료를 완벽하게 밀봉시키는 것이 가능해짐으로써, SOFC(solid oxide fuel cell) 반응 및 SOEC(solid oxide electrolyzer cell) 반응에 의한 가역성 확보가 가능하다.
In addition, the electrolytic device under the AC voltage using the piezoelectric hubbing according to the present invention can produce electricity by itself by the piezoelectric harvester, and it is possible to completely seal the fuel by introducing the double cylindrical structure into the solid electrolyte cell , It is possible to obtain reversibility by solid oxide fuel cell (SOFC) reaction and solid oxide electrolyzer cell (SOEC) reaction.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 분해 장치를 나타낸 모식도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 압전하베스터를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 고체전해질 전지를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ' 선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 6은 압전하베스터에 의해 생성된 교류파 전압의 파형을 나타낸 도면이다.
도 7은 브리지 정류기에 의해 생성된 플러스 형태의 전압 파형을 나타낸 도면이다.
도 8은 전기분해 반응 시간에 따른 전류의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 전기분해 반응 시간에 따른 전압의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 10은 SOEC 전기분해 반응 시간에 따른 전압의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 11은 CO2 전기분해 반응에 따른 전류-전압 관계를 나타낸 그래프이다.1 is a schematic view showing an electrolytic apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an enlarged view of a portion A in Fig. 1. Fig.
Fig. 3 is an enlarged view of the piezoelectric harvester of Fig. 1. Fig.
FIG. 4 is an enlarged perspective view of the solid electrolyte cell of FIG. 1; FIG.
5 is a cross-sectional view taken along the line V-V 'in FIG.
6 is a view showing a waveform of an AC voltage generated by a piezoelectric harvester.
Fig. 7 is a diagram showing the voltage waveform of the positive waveform generated by the bridge rectifier. Fig.
8 is a graph showing a change in current according to an electrolysis reaction time.
FIG. 9 is a graph showing a change in voltage according to an electrolysis reaction time. FIG.
FIG. 10 is a graph showing a change in voltage according to the SOEC electrolysis reaction time. FIG.
11 is a graph showing the current-voltage relationship according to the CO 2 electrolysis reaction.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 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 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an electrolytic apparatus under an AC voltage using piezoelectric hubbing according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 분해 장치를 나타낸 모식도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1의 압전하베스터를 확대하여 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a schematic view showing an electrolytic apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of part A of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of the piezoelectric harvester of FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치(100)는 챔버(110), 고체전해질 전지(120), 압전 하베스터(130) 및 브리지 정류기(140)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치(100)는 산소 측정 센서(150)를 더 포함할 수 있다.
1 to 3, an electrolytic apparatus 100 under an AC voltage using piezoelectric hubbing according to an embodiment of the present invention includes a chamber 110, a solid electrolyte cell 120, a piezoelectric harvester 130, Bridge rectifier (140). In addition, the electrolytic apparatus 100 under the AC wave voltage using the piezoelectric hubbing according to the embodiment of the present invention may further include the oxygen measurement sensor 150.

챔버(110)는 반응 공간을 제공한다. 이러한 챔버(110)는 상측이 개방되는 원통 형상이나 직육면체 형상 등으로 설계될 수 있으며, 이외에도 다양한 형태를 가질 수 있다. 이러한 챔버(110)는 일정한 청정도가 유지되는 클린 룸(clean room)일 수 있으나, 반드시 이에 제한될 필요는 없다.The chamber 110 provides a reaction space. The chamber 110 may be designed to have a cylindrical shape or a rectangular parallelepiped shape with its top open, and may have various other shapes. Such a chamber 110 may be a clean room in which a certain degree of cleanliness is maintained, but it is not necessarily limited thereto.

이러한 챔버(110)는 하측에 장착된 가스 주입구(112)와, 일측 측벽에 장착된 가스 배출구(114)를 갖는다. 가스 주입구(112)로는 N2 및 H2O의 혼합 가스가 공급된다. 이때, 가스 주입구(112)로는 20 ~ 40wt%의 N2와 60 ~ 80wt%의 H2O(80℃)를 공급하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한될 필요는 없다.
This chamber 110 has a gas inlet 112 mounted on the lower side and a gas outlet 114 mounted on one side wall. A gas mixture of N 2 and H 2 O is supplied to the gas inlet 112. At this time, it is preferable to supply 20 to 40 wt% of N 2 and 60 to 80 wt% of H 2 O (80 ° C) to the gas inlet 112, but it is not necessarily limited thereto.

한편, 도 4는 도 1의 고체전해질 전지를 확대하여 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ' 선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.FIG. 4 is an enlarged perspective view of the solid electrolyte cell of FIG. 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V 'of FIG.

도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 고체전해질 전지(120)는 챔버(110)의 상측에 장착된다. 이러한 고체전해질 전지(120)는 중공(H)을 갖는 전류 집전체(122)와, 전류 집전체(122)의 일측에 형성된 애노드 전극(124)과, 전류 집전체(122)의 타측에 형성된 캐소드 전극(126)과, 애노드 전극(124)과 캐소드 전극(126) 사이에 형성된 고체 전해질막(128)을 포함한다.1, 4, and 5, the solid electrolyte cell 120 is mounted on the upper side of the chamber 110. The solid electrolyte cell 120 includes a current collector 122 having a hollow H, an anode electrode 124 formed on one side of the current collector 122, and a cathode 122 formed on the other side of the current collector 122. [ An electrode 126 and a solid electrolyte film 128 formed between the anode electrode 124 and the cathode electrode 126. [

이러한 애노드 전극(124), 캐소드 전극(126) 및 고체 전해질막(128) 각각은 연료가 통과하는 중공(H)을 갖는 원통형 구조로 이루어진다.Each of the anode electrode 124, the cathode electrode 126, and the solid electrolyte membrane 128 has a cylindrical structure having a hollow H through which the fuel passes.

전류 집전체(122)는 기계적 강도가 우수한 알루미나 재질로 이루어지며, 내부를 관통하는 중공(H)을 갖는 튜브 형태를 갖는다.The current collector 122 is made of an alumina material having excellent mechanical strength and has a tube shape having a hollow H penetrating the inside thereof.

애노드 전극(124) 및 캐소드 전극(126) 각각은 백금, 니켈, 팔라듐, 은, 란타늄, 페로브스카이트계 산화물, 이트륨 또는 스칸듐이 도핑된 지르코니아, 가돌리늄(gadolinium), 사마륨(samarium), 란타늄(lanthanium), 이테르븀(ytterbium) 및 네오디뮴(neodymium) 중 1종 이상이 도핑된 세리아를 포함하는 산소이온 전도체, 제올라이트, 란타늄 또는 칼슘이 도핑된 스트론튬 망간 산화물(LSM), 란타늄 스트론튬 코발트 철 산화물(LSCF), 산화니켈(NiO), 텅스텐 카바이드, Pd, Pd-Ag 합금 및 V 중 1종 이상을 포함하는 수소이온 전도성 금속 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 반드시 이들로 한정되는 것은 아니며 당해 기술 분야에서 사용될 수 있는 전극 재료라면 모두 사용 가능하다.Each of the anode electrode 124 and the cathode electrode 126 may be formed of at least one of platinum, nickel, palladium, silver, lanthanum, perovskite oxide, yttrium or scandium-doped zirconia, gadolinium, samarium, lanthanium Zirconium, lanthanum or calcium-doped strontium manganese oxide (LSM), lanthanum strontium cobalt iron oxide (LSCF), lanthanum strontium cobalt iron oxide (LSCF), and the like. But it is not necessarily limited thereto and may include at least one selected from the group consisting of nickel oxide (NiO), tungsten carbide, Pd, Pd-Ag alloy, and hydrogen ion conductive metal including at least one of V, Any electrode material that can be used is usable.

고체 전해질막(128)은 탄화수소계 고분자, 불소계 고분자, 이트리아 안정화 지르코니아, (La, Sr)(Ga, Mg)O3, Ba(Zr,Y)O3, GDC(Gd doped CeO2), YDC(Y2O3 doped CeO3), YSZ(Yttrium stabilized zirconia), 스칸디움 안정화 지르코니아(ScSZ(Scandium stabilized zirconia)) 등이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The solid electrolyte membrane 128 may be formed of a hydrocarbon polymer, a fluorine-based polymer, yttria stabilized zirconia, (La, Sr) (Ga, Mg) O 3 , Ba (Zr, Y) O 3 , GDC (Gd doped CeO 2 ) (Y 2 O 3 doped CeO 3 ), YSZ (Yttrium stabilized zirconia), Scandium stabilized zirconia (ScSZ), etc. However, the present invention is not limited thereto.

연료로는 CO2 및 CO 중 1종 이상의 가스가 이용될 수 있다. 이 경우, 고체전해질 전지(120)의 중공(H) 내부로는 CO2 및 CO 중 1종 이상의 가스가 공급되는 것에 의해 SOFC(solid oxide fuel cell) 반응과 SOEC(solid oxide electrolyzer cell) 반응이 가역적으로 이루어질 수 있으며, 이 결과 충방전이 가능하여 대용량의 에너지를 저장할 수 있게 된다.As the fuel, at least one of CO 2 and CO can be used. In this case, a solid oxide fuel cell (SOFC) reaction and a solid oxide electrolyzer cell (SOEC) reaction are reversible by supplying at least one gas of CO 2 and CO into the hollow H of the solid electrolyte cell 120. And as a result, it is possible to charge and discharge a large amount of energy.

이와 달리, 연료로는 암모니아계 합성 가스가 공급될 수도 있다. 이 경우, SOFC(solid oxide fuel cell) 반응과 SOEC(solid oxide electrolyzer cell)을 활용하여 고온 산소이온 전도체의 전기화학 막반응을 통해 암모니아계 합성가스를 생산하는 것이 가능하다.
Alternatively, the fuel may be supplied with ammonia-based syngas. In this case, it is possible to produce an ammonia-based syngas through an electrochemical membrane reaction of a high-temperature oxygen ion conductor using a solid oxide fuel cell (SOFC) reaction and a solid oxide electrolyzer cell (SOEC).

도 1 내지 도 3을 다시 참조하면, 압전 하베스터(130)는 고체전해질 전지(120)와 이격된 일측에 장착되며, 압전하베스팅에 의해 교류파 전압을 생성한다. 이러한 압전 하베스터(130)는 진동 에너지를 전기 에너지를 변환시키는 역할을 한다.Referring again to FIGS. 1 to 3, the piezoelectric harvester 130 is mounted on a side away from the solid electrolyte cell 120, and generates an AC wave voltage by piezoelectric harvesting. The piezoelectric harvester 130 converts the vibration energy into electric energy.

압전 하베스터(130)는 지지대(132)와, 지지대(132)에 캔틸레버 형태로 결합된 압전막(134)과, 압전막(134)의 상면에 형성된 상부 전극(136)과, 압전막(134)의 하면에 형성된 하부 전극(138)을 포함한다.The piezoelectric harvester 130 includes a support 132, a piezoelectric film 134 coupled to the support 132 in a cantilever shape, an upper electrode 136 formed on the upper surface of the piezoelectric film 134, And a lower electrode 138 formed on the lower surface of the substrate.

압전막(134)은 Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Zn,Nb)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Ni,Nb)O3, (Na,K)NbO3-(Li,Na,K)TaO3, (Ba,Bi,Na)TiO3, Pb(Zr,Ti)O3＋PVDF 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3＋실리콘 폴리머 및 Pb(Zr,Ti)O3+에폭시 폴리머 중 선택된 1종 이상으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 사용될 수 있는 압전 재료라면 모두 사용 가능하다.The piezoelectric film 134 is Pb (Zr, Ti) O 3 + Pb (Zn, Nb) O 3, Pb (Zr, Ti) O 3 + Pb (Ni, Nb) O 3, (Na, K) NbO 3 - (Li , Na, K) TaO 3, (Ba, Bi, Na) TiO 3, Pb (Zr, Ti) O 3 + PVDF polymer, Pb (Zr, Ti) O 3 + silicone polymer and Pb (Zr, Ti) O 3 + And epoxy polymer. However, the present invention is not limited thereto, and any piezoelectric material that can be used in the technical field can be used.

이러한 압전막(134)은 0.5 ~ 5㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 압전막(134)의 두께가 0.5㎛ 미만일 경우에는 압전 효율이 저하되는 문제가 있다. 반대로, 압전막(134)의 두께가 5㎛를 초과할 경우에는 과도한 두께치 이상으로 더 이상의 압전 효율의 상승 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있다.The piezoelectric film 134 is preferably formed to a thickness of 0.5 to 5 탆. When the thickness of the piezoelectric film 134 is less than 0.5 mu m, there is a problem that the piezoelectric efficiency is lowered. On the contrary, when the thickness of the piezoelectric film 134 exceeds 5 占 퐉, the thickness of the piezoelectric film 134 is excessively thick, which can act as a factor for raising the manufacturing cost without increasing the piezoelectric efficiency.

상부 및 하부 전극(136, 138) 각각은 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 탄탈륨 나이트라이드(TaN) 및 타이타늄 나이트라이드(TiN) 중 선택된 1종 이상으로 형성될 수 있으나, 반드시 이들로 한정되는 것은 아니며 당해 기술 분야에서 사용될 수 있는 전극 재료라면 모두 사용 가능하다.
Each of the upper and lower electrodes 136 and 138 may be formed of platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag), aluminum (Al), tantalum (Ta), titanium (Ti), palladium (Pd), ruthenium , Tantalum nitride (TaN), and titanium nitride (TiN). However, the present invention is not limited thereto, and any electrode material that can be used in the art can be used.

브리지 정류기(140)는 고체전해질 전지(120)와 압전 하베스터(130) 사이에 장착된다. 이러한 브리지 정류기(140)는 압전 하베스터(130)에 의해 생성된 교류파 전압을 플러스 형태의 교류 전압으로 변화시켜 고체전해질 전지(120)로 인가하는 역할을 한다.The bridge rectifier 140 is mounted between the solid electrolyte cell 120 and the piezoelectric harvester 130. The bridge rectifier 140 converts the AC voltage generated by the piezoelectric harvester 130 into a positive AC voltage and applies the AC voltage to the solid electrolyte cell 120.

이때, 도 6은 압전하베스터에 의해 생성된 교류파 전압의 파형을 나타낸 도면이고, 도 7은 브리지 정류기에 의해 생성된 플러스 형태의 전압 파형을 나타낸 도면이다.6 is a view showing a waveform of an alternating-current voltage generated by the piezoelectric harvester, and FIG. 7 is a diagram showing a positive-type voltage waveform generated by a bridge rectifier.

도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 압전 하베스터(130)에 의해 생성된 전압이 교류파 전압인 것을 확인할 수 있다. 반면, 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이, 압전 하베스터(130)에 의해 생성된 교류파 전압은 브리지 정류기(140)에 의해 플러스 형태의 교류 전압으로 파형이 변화한 것을 확인할 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 6, it can be seen that the voltage generated by the piezoelectric harvester 130 is an AC voltage. On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 7, it can be seen that the waveform of the AC wave generated by the piezoelectric harvester 130 is changed to a positive AC voltage by the bridge rectifier 140.

이러한 브리지 정류기(140)는 압전 하베스터(130)에 의해 생성된 교류파 전압을 1 ~ 20V의 교류 전압으로 변화시켜 고체전해질 전해전지(Solid Oixde Electrolysis Cells)(120)로 인가한다. 이때, 전기 분해를 위해서는 전압을 인가해야 하는데, 이 경우 전기 분해는 화학 반응이기 때문에 시간 함수에 응답 반응이 길어 인가되는 전압이 교류파 형태로 교류의 합이 0이 아닌 플러스의 형태여야 전기 분해의 전압으로 활용할 수 있다는 것을 알아내었다.The bridge rectifier 140 changes the AC voltage generated by the piezoelectric harvester 130 to an alternating voltage of 1 to 20 V and applies the alternating voltage to the solid electrolyte electrolysis cells 120. In this case, a voltage must be applied for electrolysis. In this case, because electrolysis is a chemical reaction, the response voltage is long in response to a time function. Therefore, the applied voltage is an AC waveform. I can use it as a voltage.

즉, 본 발명에서와 같이, 교류 전압파형으로부터 교류전압을 전기 분해 장치(100)에 인가하고 이러한 교류 전압 파형이 화학적인 전기 분해 장치(100)에서의 전기분해 화학반응이 응답시간 함수보다 교류파형의 시간 주기가 짧고 주기적일 때 지속적인 전기화학반응은 가역적인 회복 응답시간이 느려 지속적으로 전기화학반응이 일어날 수 있어 교류파형에서도 전기분해가 가능해질 수 있다.That is, as in the present invention, when an AC voltage is applied from the AC voltage waveform to the electrolytic apparatus 100 and the AC voltage waveform is such that the electrolytic chemical reaction in the chemical electrolytic apparatus 100 has an AC waveform The continuous electrochemical reaction can be performed in an AC waveform because the electrochemical reaction can be continuously performed because the reversible recovery response time is slow.

산소 측정 센서(150)는 가스 배출구(114)로부터 배출되는 배출 가스에 함유된 산소 농도를 측정하여 전기분해 반응 또는 수소의 생산량을 분별하는 역할을 한다. 이러한 산소 측정 센서(150)는 대략 800℃ 이상의 온도로 가열한 상태에서 측정하게 된다.
The oxygen measurement sensor 150 measures the concentration of oxygen contained in the exhaust gas discharged from the gas outlet 114 to discriminate an electrolysis reaction or a production amount of hydrogen. Such an oxygen measurement sensor 150 is measured while being heated to a temperature of approximately 800 DEG C or higher.

한편, 도 8은 전기분해 반응 시간에 따른 전류의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 9는 전기분해 반응 시간에 따른 전압의 변화를 나타낸 그래프이며, 도 10은 SOEC 전기분해 반응 시간에 따른 전압의 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 8 is a graph showing a change in current according to an electrolysis reaction time, FIG. 9 is a graph showing a change in voltage according to an electrolysis reaction time, FIG. 10 is a graph showing a change in voltage according to a SOEC electrolysis reaction time Fig.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치는 SOEC 고온 수전해로 수소(H2) 또는 암모니아(NH3)를 생산하거나, CO2를 분해하여 CO와 O2로 분리하게 되며, SOFC 원리의 가역 반응이다.8 to 10, an electrolytic apparatus under an AC voltage using piezoelectric hubbing according to an embodiment of the present invention produces hydrogen (H 2 ) or ammonia (NH 3 ) by SOEC hot water electrolysis, or CO 2 is decomposed into CO and O 2 , which is a reversible reaction of the SOFC principle.

이때, 전기 분해 장치에 일정한 전압을 인가하여 주면 대략 SOFC의 OCV 값이 1.1V인 것은 산소 분압 구배로 형성된 고체전해질 전지를 구동할 때 이 OCV 값이 떨어지면서 전지 성능이 출력되는 것으로 산소이온이 양극에서 음극으로 이동하여 음극에서 수소와 반응으로 전기에너지가 얻어진다.At this time, when a constant voltage is applied to the electrolytic apparatus, the OCV value of the SOFC is about 1.1 V because when the solid electrolyte cell formed with the oxygen partial pressure gradient is driven, the OCV value falls and the cell performance is outputted. To the cathode, and the electric energy is obtained by reacting with hydrogen at the cathode.

반대로, 1.1V 이상의 전압을 인가할 경우에는 음극(SOFC에서의 음극은 SOEC에서는 양극에 해당함.)에서 H2O에서 산소이온을 해리시키고 분리하여 음극에서 양극(SOFC에서 양극은 SOEC에서는 음극에 해당함.)으로 역으로 이동시키는 현상이 발생하게 되고, 이것으로 H2O가 분해되어 H2가 생산된다.On the contrary, when a voltage of 1.1 V or more is applied, the cathode is dissociated from H 2 O in the cathode (the cathode in SOFC corresponds to the anode in SOEC) .), Resulting in decomposition of H 2 O and production of H 2 .

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치는 시간의 함수에 큰 영향을 받지 않으므로 압전 하베스터에서 얻어지는 교류파 형태의 전압 신호가 1.1V 범위 이상을 왔다 갔다 하더라도 전기분해 반응은 전체적으로 진행된다.As described above, since the electrolytic apparatus under the AC wave voltage using the piezoelectric hubbing according to the embodiment of the present invention is not greatly influenced by the function of the time, the voltage signal of the AC wave form obtained from the piezoelectric harvester goes up to 1.1 V or more The electrolysis reaction proceeds as a whole.

따라서, 도 9 및 도 10에서와 같이, 전압이 요동치더라도 수소가 안정적으로 생산되는 것을 확인할 수 있다.Therefore, as shown in Figs. 9 and 10, it can be confirmed that hydrogen is stably produced even when the voltage fluctuates.

이때, 고체전해질 전지가 단일 전지일 경우에는 OCV가 대략 1.2V 내외로 전기 분해를 위해서는 보통 1.5V의 정전압을 인가하여 전기분해를 수행하게 된다. 이와 달리, 고체전해질 전지가 스택 형태일 경우에는 스택된 단 전지의 수에 따라서 달라질 수 있으나, 보통 10개의 단 전지를 스택킹하면 12V 정도의 OCV로 15V 범위의 인가 전압이 필요하므로 압전 하베스터를 설계할 때 스택 형태의 경우에는 15 ~ 20V 범위 내에서 교류파로 ±10V의 회로를 구성해서 1 ~ 20V 범위의 교류파 전압으로 연결하여 사용하면 된다.
At this time, when the solid electrolyte cell is a single cell, the OCV is approximately 1.2 V, and the electrolysis is performed by applying a constant voltage of 1.5 V for electrolysis. In the case of a stacked solid electrolyte cell, the number of stacked single cells may vary. However, when stacking 10 single cells, an applied voltage in the range of 15 V is required with an OCV of about 12 V, so a piezoelectric harvester is designed In the case of the stack type, configure a circuit of ± 10V with AC voltage within the range of 15 ~ 20V and connect it with AC voltage of 1 ~ 20V.

한편, 도 11은 CO2 전기분해 반응에 따른 전류-전압 관계를 나타낸 그래프이다.Meanwhile, FIG. 11 is a graph showing the current-voltage relationship according to the CO 2 electrolysis reaction.

도 11에 도시된 바와 같이, 1.1V 이상의 전압을 인가할 경우에는 음극(SOFC에서의 음극은 SOEC에서는 양극에 해당함.)에서 CO2에서 산소이온을 해리시키고 분리하여 음극에서 양극(SOFC에서 양극은 SOEC에서는 음극에 해당함.)으로 역으로 이동시키는 현상이 발생하게 되고, 이것으로 CO2가 분해되어 CO가 발생하는 것을 확인하였다.
As shown in FIG. 11, when a voltage of 1.1 V or more is applied, oxygen ions are dissociated from CO 2 at the cathode (the anode in the SOFC corresponds to the anode in the SOFC) (Corresponding to the negative electrode in SOEC), and it was confirmed that CO 2 was decomposed to generate CO.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치는 압전하베스팅에 의해서 생성되는 교류파 전압을 전기 분해 장치에 이용하는 것으로써, 교류파 형태의 전압신호가 1.1V 범위 이상에서 요동치더라도 전기분해 반응은 전체적으로 진행이 되어 고온 수전해로 수소를 생산하거나, 암모니아 생산 또는 CO2를 분해하여 CO와 O2로 분리할 수 있다.The electrolytic apparatus under the AC voltage using the piezoelectric hubbing according to the embodiment of the present invention uses the AC voltage generated by the piezoelectric harvesting in the electrolytic apparatus, , The electrolysis reaction proceeds as a whole to produce hydrogen by hot water electrolysis, or to decompose ammonia production or CO 2 into CO and O 2 .

또한, 본 발명의 실시예에 따른 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치는 압전 하베스터에 의해 자체적인 전기 생산이 가능할 뿐만 아니라, 이중 원통형 구조를 고체전해질 전지의 도입으로 연료를 완벽하게 밀봉시키는 것이 가능해짐으로써, SOFC(solid oxide fuel cell) 반응 및 SOEC(solid oxide electrolyzer cell) 반응에 의한 가역성 확보가 가능하다.
In addition, the electrolytic apparatus under the AC voltage using the piezoelectric hubbing according to the embodiment of the present invention can not only produce electricity by itself by the piezoelectric harvester but also completely seal the fuel by introducing the double cylindrical structure into the solid electrolyte cell It is possible to ensure reversibility by solid oxide fuel cell (SOFC) reaction and solid oxide electrolyzer cell (SOEC) reaction.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. These changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

100 : 전기 분해 장치 110 : 챔버
112 : 가스 주입구 114 : 가스 배출구
120 : 고체전해질 전지 122 : 전류 집전체
124 : 애노드 전극 126 : 캐소드 전극
128 : 고체 전해질막 130 : 압전 하베스터
132 : 지지대 134 : 압전막
136 : 상부 전극 138 : 하부 전극
140 : 브리지 정류기 150 : 산소 측정 센서100: electrolytic apparatus 110: chamber
112: gas inlet 114: gas outlet
120: solid electrolyte cell 122: current collector
124: anode electrode 126: cathode electrode
128: solid electrolyte membrane 130: piezoelectric harvester
132: support member 134: piezoelectric film
136: upper electrode 138: lower electrode
140: bridge rectifier 150: oxygen measuring sensor

Claims (10)

반응 공간을 제공하는 챔버;
상기 챔버의 상측에 장착된 고체전해질 전지;
상기 고체전해질 전지와 이격된 일측에 장착되며, 압전하베스팅에 의해 교류파 전압을 생성하는 압전 하베스터; 및
상기 고체전해질 전지와 압전 하베스터 사이에 장착되어, 상기 압전 하베스터에 의해 생성된 교류파 전압을 플러스 형태의 교류 전압으로 변화시켜 상기 고체전해질 전지로 인가하기 위한 브리지 정류기;를 포함하며,
상기 압전 하베스터는 지지대와, 상기 지지대에 캔틸레버 형태로 결합된 압전막과, 상기 압전막의 상면에 형성된 상부 전극과, 상기 압전막의 하면에 형성된 하부 전극을 포함하되, 상기 압전막은 0.5 ~ 5㎛의 두께로 형성되며,
상기 브리지 정류기는 상기 압전 하베스터에 의해 생성된 교류파 전압을 1 ~ 20V의 교류 전압으로 변화시켜 상기 고체전해질 전지로 인가하는 것을 특징으로 하는 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치.
A chamber providing a reaction space;
A solid electrolyte cell mounted on the upper side of the chamber;
A piezoelectric harvester installed at a side spaced apart from the solid electrolyte cell and generating an AC voltage by piezoelectric hubbing; And
And a bridge rectifier mounted between the solid electrolyte cell and the piezoelectric harvester for applying an AC voltage generated by the piezoelectric harvester to a positive AC voltage and applying the alternating voltage to the solid electrolyte cell,
And a lower electrode formed on a bottom surface of the piezoelectric film, wherein the piezoelectric film has a thickness of 0.5 to 5 占 퐉, and the piezoelectric film has a thickness of 0.5 to 5 占 퐉. Lt; / RTI >
Wherein the bridge rectifier changes the alternating current voltage generated by the piezoelectric harvester to an AC voltage of 1 to 20 V and applies the alternating voltage to the solid electrolyte cell.
제1항에 있어서,
상기 챔버는
하측에 장착된 가스 주입구와,
일측 측벽에 장착된 가스 배출구를 갖는 것을 특징으로 하는 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치.
The method according to claim 1,
The chamber
A gas inlet provided on the lower side,
And a gas discharge port mounted on one side wall of the electrolytic cell.
제2항에 있어서,
상기 가스 주입구로는
N2 및 H2O의 혼합 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치.
3. The method of claim 2,
The gas inlet
N 2 and H 2 O is supplied to the electrolytic cell under an alternating-current voltage using a piezoelectric harvesting method.
삭제delete 삭제delete 제2항에 있어서,
상기 전기 분해 장치는
상기 가스 배출구로부터 배출되는 배출 가스에 함유된 산소 농도를 측정하기 위한 산소 측정 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치.
3. The method of claim 2,
The electrolytic apparatus
Further comprising an oxygen measurement sensor for measuring the concentration of oxygen contained in the exhaust gas discharged from the gas discharge port.
제1항에 있어서,
상기 고체전해질 전지는
연료가 통과하는 중공을 갖는 전류 집전체와,
상기 전류 집전체의 일측에 형성된 애노드 전극과,
상기 전류 집전체의 타측에 형성된 캐소드 전극과,
상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 형성된 고체 전해질막을 포함하는 것을 특징으로 하는 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치.
The method according to claim 1,
The solid electrolyte cell
A current collector having a hollow through which the fuel passes,
An anode electrode formed on one side of the current collector,
A cathode electrode formed on the other side of the current collector,
And a solid electrolyte film formed between the anode electrode and the cathode electrode.
제7항에 있어서,
상기 애노드 전극, 캐소드 전극 및 고체 전해질막 각각은
상기 연료가 통과하는 중공을 갖는 원통형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치.
8. The method of claim 7,
Each of the anode electrode, the cathode electrode, and the solid electrolyte membrane
Wherein the fuel is made of a cylindrical structure having a hollow through which the fuel passes.
제7항에 있어서,
상기 전류 집전체는
알루미나 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치.
8. The method of claim 7,
The current collector
Characterized in that it is made of an alumina material.
제1항에 있어서,
상기 전기 분해 장치는
수소(H2) 또는 암모니아(NH3)를 생산하거나, CO2를 분해하여 CO와 O2로 분리하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 압전하베스팅을 이용한 교류파 전압하에서의 전기 분해 장치.The method according to claim 1,
The electrolytic apparatus
Characterized in that hydrogen (H 2 ) or ammonia (NH 3 ) is produced or CO 2 is decomposed and separated into CO and O 2 .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100086824A1 (en) * 2008-09-03 2010-04-08 Michael Homel Assemblies of hollow electrode electrochemical devices
WO2015137889A1 (en) * 2014-03-12 2015-09-17 Ider Muhsin Dc power source for electrolysis devices and electrode system without catalysts

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100086824A1 (en) * 2008-09-03 2010-04-08 Michael Homel Assemblies of hollow electrode electrochemical devices
WO2015137889A1 (en) * 2014-03-12 2015-09-17 Ider Muhsin Dc power source for electrolysis devices and electrode system without catalysts

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Daniel motter등. journal of brazilian society of mechanical engineering. 2012, pp.378~385

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240015897A (en) 2022-07-28 2024-02-06 연세대학교 산학협력단 Piezoelectric Energy Harvester and Piezoelectric Pressure Sensor Containing Composite Nanofiber Sheets

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Kleiminger et al. Effects of Current Collector Materials on Performances of Micro-Tubular Solid Oxide Electrolysers for Splitting CO2

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