KR101885856B1 - 해수의 염류를 이용한 이온 에너지 발전 방법 - Google Patents

해수의 염류를 이용한 이온 에너지 발전 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 해수의 염류를 이용한 이온 에너지 발전 방법은, 금속성 재질로 이루어진 것으로서 양극과 음극에 해당하는 두 개의 전극 판을 준비하는, 전극 판 준비 단계; 상기 두 개의 전극 판의 표면에 테플론(Teflon) 필름을 부착하는, 필름 부착 단계; 상기 테플론 필름이 부착된 두 개의 전극 판을 각각 전극 틀에 끼우는, 끼움 단계; 상기 전극 틀에 끼워진 두 개의 전극 판을 소정의 간격만큼 떨어트려 배치한 후 도선으로 연결하는, 연결 단계; 상기 전극 판과 해수의 마찰에 의해 전기 에너지를 생성하는, 전력 발전 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

해수의 염류를 이용한 이온 에너지 발전 방법{Method of Ion Energy Generation Using Salts of Seawater}
본 발명은 해수의 염류를 이용한 이온 에너지 발전 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 금속성 재질의 전극 판과 해수의 염류 이온과의 마찰에 의해 발생된 정전기력으로 전기 에너지를 생성하여 친환경적이고 효율적인 에너지 발전을 기대할 수 있는, 해수의 염류를 이용한 이온 에너지 발전 방법에 관한 것이다.
2011년 3월 14일 동일본 대지진 때 지진의 충격으로 후쿠시마 원자력 발전소의 일부 원자로가 폭발하면서 방사능이 외부로 누출되었다. 그리고 6년이 지난 지금도 발전소가 있는 지역은 출입이 철저히 통제되고 있으며, 폐쇄한 원자로에서 핵연료를 제거하고 완전히 수습하기까지는 아직도 상당한 기간이 소요될 것이라고 한다.
원전 사고 이후 후쿠시마 지역에서 생산되는 농작물이나 수산물 등과 같은 대부분의 생산품이 방사능에 오염되었고 지금도 방사능에 오염된 오염수가 계속해서 바다로 유입되고 있다. 우리에게 필요한 전기를 생산 및 공급해 준다는 면에서는 소중하지만, 사고가 발생하면 아주 위험한 원자력 발전을 대체할 수 있는 신재생 에너지를 활용한 친환경적인 발전 시스템에 대한 개발이 이루어지고 있는 실정이다.
이를 위해 친환경적이며 영구적으로 사용 가능한 신재생 연료인 해수를 이용하여 에너지를 발전시키는 기술이 개발되고 있다. 이러한 해수를 이용한 발전 방식으로는 염분차 방식, 역전기투석발전방식, 압력지연삼투발전방식 등이 있다.
이와 관련된 선행 기술로, 한국 등록특허공보 제 10-1200838호(발명의 명칭 : 염도차를 이용한 삼투발전 및 해수의 담수화를 위한 장치 및 방법)는 해수와 담수가 만나지 않는 지역에서도 해수만 사용하여 삼투현상을 이용한 해수사용 발전 장치 및 그 방법을 제시하고 있다.
상기 발명은 공급되는 해수가 경유하는 제1해수위치공간과 상기 제1해수위치공간에 위치되는 해수보다 염분의 농도가 높은 해수(초고농도 해수)가 경유하는 제3해수위치공간을 갖되 상기 제1해수위치공간과 제3해수 위치공간이 정삼투막으로 분리되어 있는 제1삼투막반응기; 공급되는 해수가 경유하는 제2해수위치공간과 삼투 현상을 유발하는 삼투유발용질이 포함된 삼투유발용액이 위치되는 삼투유발용액위치공간을 갖되 상기 제2해수 위치공간과 삼투유발용액위치공간이 정삼투막으로 분리되어 있는 제2삼투막반응기; 상기 제2해수위치공간을 경유한 초고농도의 해수를 제1삼투막반응기의 제3해수위치공간으로 공급하되 제1삼투막반응기에서 압력지연삼투가 이루어질 수 있도록 가압해주는 고압펌프; 및 상기 제2삼투막반응기의 삼투유발용액위치공간을 경유하며 제2해수위치공간의 고농도 해수 내의 물의 투과에 의해 희석된 삼투유발용액으로부터 삼투유발용질은 분리하여 재사용하고 담수를 얻는 담수화수단;을 포함하여 구성되고, 터빈은 제2삼투막반응기를 경유하여 배출되는 해수의 유동력에 의해 구동되는 구성을 제안하고 있다.
상기 발명은 해수의 염분차를 이용하여 발전하는 방식을 채택하는 것으로서, 친환경적인 무한 자원인 해수를 이용해 에너지를 발전시킨다는 장점이 있으나, 복수 개의 삼투막 반응기를 구비해야하므로 발전 장치의 설치가 번거롭다는 단점이 있다.
또 다른 선행기술로, 한국 등록특허공보 제 10-1519828호(발명의 명칭 : 염수와 해수 사이의 염도차 에너지를 이용한 하이브리드 발전 시스템)은 해수보다 염도가 높은 제1 염수와 해수를 주입받아 상기 제1 염수보다 염도가 낮은 제2 염수를 배출하며 발전을 하는 PRO 장치와, 상기 제2 염수와 해수를 주입받아 발전을 하는 제1 RED 장치를 구비하는 구성을 제시하고 있다.
상기 발명은 담수를 사용하지 않는 염도차 발전 시스템이므로 해수가 있는 위치라면 강어귀가 아니라도 설치할 수 있다. 본 발명에 의한 염도차 발전 시스템은 강어귀에 설치될 필요가 없으므로 해수를 위해 먼 바다에서 취수할 필요가 없어서 취수를 위한 운영비를 줄일 수 있다.
상기 발명은 취수를 위한 운영비를 감소시킨다는 장점이 있으나, 발전 장치를 구비하는 비용을 줄일 수 없다는 단점이 존재한다.
따라서 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 친환경적인 무한 자원인 해수를 이용하여 전기 에너지는 생산하며, 발전 장치의 구성이 간단할 뿐 아니라 설치 비용이 저렴한 해수를 이용한 이온 에너지 발전 방법을 개발할 필요성이 대두되는 실정이다.
본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 테플론 필름이 부착된 금속성 재질의 전극 판과 해수의 접촉으로 인해 발생한 정전기력을 통해 전기 에너지를 생산하는 것을 주요 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 테플론 필름의 표면에 유리 섬유 분말을 충진하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 전극 판의 표면에 실란계 화합물과 디프로필렌글라이콜을 유효 성분으로 하는 부식 방지제를 도포하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은, 전극 판의 표면에 접착제를 도포한 후 테플론 필름을 부착하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 해수의 염류를 이용한 이온 에너지 발전 방법은, 금속성 재질로 이루어진 것으로서 양극과 음극에 해당하는 두 개의 전극 판을 준비하는, 전극 판 준비 단계; 상기 두 개의 전극 판의 표면에 테플론(Teflon) 필름을 부착하는, 필름 부착 단계; 상기 테플론 필름이 부착된 두 개의 전극 판을 각각 전극 틀에 끼우는, 끼움 단계; 상기 전극 틀에 끼워진 두 개의 전극 판을 소정의 간격만큼 떨어트려 배치한 후 도선으로 연결하는, 연결 단계; 상기 전극판과 해수의 마찰에 의해 전기 에너지를 생성하는, 전력 발전 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 테플론 필름의 표면에는, 유리 섬유 분말이 충진되는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 전극 판 준비 단계와 상기 필름 부착 단계 사이에는, 상기 준비된 두 개의 전극 판의 표면에 실란계 화합물과 디프로필렌글라이콜을 유효 성분으로 하는 부식 방지제를 도포하는, 부식 방지제 도포 단계;를 포함하며, 상기 필름 부착 단계는, 상기 부식 방지제의 상면에 상기 테플론 필름을 부착하는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 부식 방지제 도포 단계는, 실란계 화합물과 디프로필렌글라이콜을 유효 성분으로 하는 부식 방지제에 상기 두 개의 전극 판을 담지시키는, 담지 단계; 상기 담지된 두 개의 전극 판을 5 내지 20초 동안 100 내지 1000rpm으로 탈루시키는, 탈루 단계; 상기 탈루된 두 개의 전극 판을 100 내지 200℃에서 30 내지 90분 동안 건조시키는, 경화 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해수의 염류를 이용한 이온 에너지 발전 방법은,
1) 테플론 필름이 부착된 금속성 재질의 전극 판과 해수의 접촉으로 인해 발생한 정전기력을 통해 친환경적인 방법으로 전기 에너지를 생산할 수 있고,
2) 테플론 필름의 표면에 유리 섬유 분말을 충진함으로써, 테플론 필름의 표면적을 감소시켜 발전 효율을 증진시키며,
3) 전극 판의 표면에 부식 방지제를 도포함으로써, 전극 판의 부식을 방지함에 따라 전극 판 교체 시기를 단축시킬 수 있을 뿐 아니라,
4) 전극 판의 표면에 접착제를 도포함으로써, 전극 판과 테플론 필름을 완전히 밀착시킬 수 있는 효과를 제시한다.
도 1은 본 발명의 이온 에너지 발전기를 제조하는 기본 과정을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 이온 에너지 발전기의 일 실시예를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 전극 틀의 여러 가지 실시예를 나타낸 개념도.
도 4는 본 발명의 부식 방지제를 제조하는 과정을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명의 접착제의 주재료 수지를 제조하는 과정을 나타낸 순서도.
도 6은 본 발명의 코팅제를 제조하는 과정을 나타낸 순서도.
도 7은 본 발명의 이온 에너지 발전기의 실험 조건을 나타낸 표.
도 8은 본 발명의 이온 에너지 발전기의 실험 결과를 나타낸 표.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 이온 에너지 발전기를 제조하는 기본 과정을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명의 이온 에너지 발전기의 일 실시예를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 전극 틀(300)의 여러 가지 실시예를 나타낸 개념도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 해수의 염류를 이용한 이온 에너지 발전기는 바다 속에 전극을 넣은 후 파도에 의한 해수의 흔들림으로 인해 해수의 염류 이온 입자의 정전기력이 발생하게 되고 이를 통해 에너지를 얻는 것으로서, 무한한 자원을 이용하여 친환경적으로 에너지를 발생시키는 기능을 제공할 수 있다.
이때 본 발명의 이온 에너지 발전기는 해수뿐만이 아니라 강이나 호수에도 적용 가능하며, 강물이나 호수 물에 포함된 염류를 통한 에너지 발전이 가능함은 물론이다.
이러한 본 발명의 이온 에너지 발전기의 원리에 대해 자세히 설명하면, 일반적으로 서로 다른 전하를 가진 이온들끼리는 정전기적 인력이 작용하고 같은 전하를 가진 이온들끼리는 정전기적 척력이 작용한다. 이와 같은 이온들 간의 정전기력이 본 발명의 이온 에너지 발전기에 구비된 금속성 재질의 전극 판(100)(전극 판(100)에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.)의 다른 전하에 작용할 경우, 이 힘을 받는 전극 판(100)의 전하는 염류의 정전기력에 의해 일정한 방향으로 움직이게 된다. 이처럼 일정한 방향으로 움직이는 전극 판(100)의 전하로 인해서 생산되는 퍼텐셜 에너지가 바로 전기 에너지이고, 이를 통해 본 발명의 이온 에너지 발전기는 염류 이온을 통해 에너지를 발전시킬 수 있는 것이다. 즉, 정리하자면 본 발명의 이온 에너지 발전기는 해수 속에 존재하는 염류 이온들 사이에 작용하는 정전기적 인력과 척력을 이용하여 전기를 생산하는 친환경적 에너지 발전기이다.
이러한 본 발명의 이온 에너지 발전기는 다양한 실시예로 설치될 수 있는데, 양극과 음극에 해당하는 두 개의 전극 판(100)과 이를 연결하는 도선(400)이 구비된 챔버인 발전기로 제작하여 바다 속에 설치할 수 있다.(이때 챔버 내에서 전극 판(100)이 이동되지 않도록 고정시킬 수 있다.) 그러나 이러한 챔버를 바다 속에 설치할 경우 조류의 움직임으로 인해 떠내려갈 수 있으므로 챔버에 앵커를 달아 고정시킬 수 있다. 나아가, 바다 위의 부표(10) 내부에 설치됨으로써 파도의 움직임에 따라 에너지가 발전될 수 있으며, 네트 구조체를 지니거나 앵커를 통해 고정시키는 등 다양한 방법을 통해 설치될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 이온 에너지 발전기의 일 실시예인 부표(10)의 저면에 본 발명의 이온 에너지 발전기를 설치할 수 있다. 보다 자세히 설명하면, 부표(10)의 저면에 설치된 이온 에너지 발전기를 본체(20)라고 할 때 본체(20)는 원통 형상으로 이루어진 것으로서 외주면 및 내주면, 바닥면을 구비함에 따라 내부 공간을 형성하게 되고, 이러한 내부 공간에 본 발명의 이온 에너지 발전기가 고정 설치될 수 있다. 이때 해수와 전극 판(100)의 접촉을 위해 내부 공간으로 해수가 들어오도록 본체(20)의 외주면에 복수 개의 해수 유입공(40)을 관통 형성할 수 있으며, 이를 통해 해수가 자유롭게 유출입할 수 있다.
이러한 부표(10)는 바다에서 부유하면서 파도에 따라 움직이게 되는데, 이에 따라 본체(20)의 내부 공간에 있는 해수 역시 상하좌우로 움직이게 되고 이로 인해 본 발명의 이온 에너지 발전기의 전극 판(100)과 해수의 마찰에 의해 에너지가 발전될 수 있다. 이렇게 발전된 에너지는 부표(10)에 구비된 조명 장치(30)의 점등에 쓰일 수 있다.
첨언하자면, 본 발명의 이온 에너지 발전기는 염류 이온의 정전기력에 의해 전기 에너지가 발전되는 것이므로, 전극 판(100)과 해수의 염류의 접촉이 많을수록 발전 효율이 높아지기 때문에 해수가 상하좌우로 이동될수록 발전 효율을 극대화시킬 수 있다.
이러한 특성을 가지는 본 발명의 이온 에너지 발전기는 기본적으로 전극 판(100), 테플론(Teflon) 필름(200), 전극 틀(300), 도선(400)으로 구성되며, 이에 대한 설명은 후술할 본 발명의 이온 에너지 발전기를 제조하는 단계와 함께 설명하기로 한다.
본 발명의 에너지 발전기를 제조하는 기본적인 단계는 전극 판(100) 준비 단계(S100), 필름 부착 단계(S200), 끼움 단계(S300), 연결 단계(S400), 전력 발전 단계(S500)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
먼저, 전극 판(100) 준비 단계(S100)는 금속성 재질로 이루어진 것으로서 양극과 음극에 해당하는 두 개의 전극 판(100)을 준비하는 과정이다.
이때 전극 판(100)은 본 발명의 이온 에너지 발전기의 내부(예를 들어, 상술한 실시예와 같은 부표(10)의 내부 공간)에 위치하는 것으로서, 알루미늄, 황동, 적동과 같은 금속성 재질의 판 형상으로 이루어진다. 이때 본 발명의 이온 에너지 발전기가 전하의 이동에 따른 에너지 발전을 하기 위해 상기 전극 판(100)은 양극과 음극에 해당하는 두 개의 전극 판(100)을 구비해야 한다. 전하의 이동을 통한 에너지 발전이 가능한 기능을 제공할 수 있다.
다음으로, 필름 부착 단계(S200)는 두 개의 전극 판(100)의 표면에 테플론(Teflon) 필름을 부착하는 과정이다.
테플론 필름(200)은 전극 판(100)의 표면에 부착되는 필름으로서, 불소계 고분자인 테플론(Teflon, PTFE : Polytetrafluoroethylene)은 내열성 및 내화학성이 우수하며 마찰 계수가 극히 낮다는 특성을 지님과 동시에 전기 절연성이 매우 뛰어나다. 즉, 테플론은 유전율이 매우 작아 절연 특성이 매우 우수하다는 특징이 있다. 따라서 테플론은 전하의 이동이 이루어지는 전극 판(100)의 표면에 부착되기에 적절한 소재라고 할 수 있다.
이후, 끼움 단계(S300)는 필름이 부착된 두 개의 전극 판(100)을 각각 전극 틀(300)에 끼우는 과정이다.
이때 전극 틀(300)은 전극 판(100)의 둘레 또는 일 단에 끼움 결합되어 전극 판(100)을 고정시키는 역할을 수행하는 것으로서, 전극 판(100)이 챔버나 하우징 내에서 이동되지 않도록 고정시킴과 동시에 양극과 음극이 접촉되지 않도록 고정시키는 기능을 제공한다. 이러한 전극 틀(300)은 도 3에 나타난 바와 같이 여러 가지 형상을 가질 수 있음은 물론이다. 이때 전극 틀(300)은 본 발명의 이온 에너지 발전기의 전하 이동에 영향을 주지 않아야 하므로 그 재질은 아크릴 수지와 같이 전기 전도성이 없는 수지로 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로, 연결 단계(S400)는 전극 틀(300)에 끼워진 두 개의 전극 판(100)을 소정의 간격만큼 떨어트려 배치한 후 도선(400)으로 연결하는 과정이다.
여기서, 도선(400)은 양극과 음극을 연결하는 금속 재질의 선으로서, 양극과 음극 사이의 전하를 이동시키는 역할을 제공한다. 이러한 도선(400)은 양극과 음극을 연결할 뿐 아니라 본 발명의 이온 에너지 발전기로부터 발생된 전기 에너지를 발전 대상으로 전달하는 역할을 수행할 수도 있다.
이때 상기 필름은 PTFE를 포함하는 것으로서 해수의 염류와 직접적으로 접촉되는데, PTFE의 전하와 염류의 상호 작용에 의해 발생하는 전기 이중층에 의해 본 발명의 이온 에너지 발전기의 발전 효율이 떨어질 가능성이 있다.
이러한 문제점의 해결 방법 중 하나로 PTFE(즉, 필름)의 표면적을 감소시키는 방법이 있는데, 이를 위해 상기 필름 부착 단계(S200)와 끼움 단계(S300) 사이에는 필름의 표면에 유리 섬유 분말을 충진하는 충진 단계를 포함할 수 있다.
이러한 충진 단계를 통해 필름의 표면적을 감소시킴으로써 필름 표면의 전기 이중층의 형성을 억제할 수 있고, 이로 인해 본 발명이 이온 에너지 발전기의 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
마지막으로, 전력 발전 단계(S500)는 전극 판(100)과 해수의 마찰에 의해 전기 에너지를 생성하는 것으로서, 전기 에너지가 생성되는 원리는 상술하였으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. 이렇게 생성된 전기 에너지는 별도의 축전기에 저장되거나 상기 이온 에너지 발전기에 별도로 설치된 발전 대상(도 2에서 부표(10)의 조명 장치(30))에 전기 에너지가 전달될 수 있다.
이때, 상기 이온 에너지 발전기는 전극 판(100) 및 해수의 염류 이온 간의 전하 이동에 의해 전기 에너지를 발전한다고 하였는데, 이러한 전하의 이동으로 인해 금속성 재질로 이루어진 전극 판(100)의 부식 현상이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 전극 판(100)의 표면에 부식 방지제를 도포하여 전극 판(100)의 부식 현상을 방지함으로써 상기 이온 에너지 발전기의 발전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 부식 방지제에 대한 설명을 도 4와 함께 하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 부식 방지제를 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.
상기 이온 에너지 발전기의 지속적인 발전 과정에 따라 전극 판(100)이 부식되어 전극 판(100)의 교체 주기가 짧아질 수 있는데, 이로 인해 교체 비용 및 교체 시간이 낭비될 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 전극 판(100)의 표면에 실란계 화합물과 디프로필렌글라이콜을 유효 성분으로 하는 부식 방지제를 도포하여 전극 판(100)의 부식성을 감소시킬 수 있다.
이때 실란계 화합물은 규소와 산소의 화합물로서 부식을 방지하는 기능이 우수하고, 디프로필렌글라이콜 역시 내식성을 향상시키는 물질로서, 이러한 두 물질은 본 발명의 부식 방지제의 유효 성분으로 사용되기에 바람직하다. 이러한 실란계 화합물에 대한 자세한 설명은 도 5와 함께 후술하기로 한다.
이를 위해 도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 전극 판(100) 준비 단계(S100)와 필름 부착 단계(S200) 사이에는 준비된 두 개의 전극 판(100)의 표면에 실란계 화합물을 유효 성분으로 하는 부식 방지제를 도포하는 부식 방지제 도포 단계(S110)가 진행될 수 있는데, 부식 방지제 도포 단계(S110)는 구체적으로 담지 단계(S111), 탈루 단계(S112), 경화 단계(S113)를 포함할 수 있다.
먼저, 담지 단계(S111)는 실란계 화합물과 디프로필렌글라이콜을 유효 성분으로 하는 부식 방지제에 두 개의 전극 판(100)을 담지시키는 과정으로서, 전극 판(100)을 부식 방지제에 담지시켜 전극 판(100)의 표면에 부식 방지제로 이루어진 층이 형성되도록 하는 기능을 수행한다.
다음으로, 탈루 단계(S112)는 담지된 두 개의 전극 판(100)을 5 내지 20초 동안 100 내지 1000rpm으로 탈루시키는 과정으로서, 이는 부식 방지제가 상기 전극 판(100)의 표면에 균일하게 도포되도록 100 내지 1000rpm(바람직하게는 200 내지 800rpm)으로 5 내지 20초 동안(바람직하게는 10초 동안) 탈루시키는 단계이다.
마지막으로, 경화 단계(S113)는 탈루된 두 개의 전극 판(100)을 100 내지 200℃에서 30 내지 90분 동안 건조시키는 과정으로서, 부식 방지제에 포함된 용매를 제거하고 경화시킴으로써 전극 판(100)의 표면에 부식 방지제를 고착시키는 단계이다. 이러한 경화 단계(S113)를 통해 전극 판(100)은 부식성이 감소되고, 이로 인해 전하의 흐름이 보다 오랫동안 원활히 이루어져 상기 이온 에너지 발전기의 발전 효율이 증가될 수 있다.
정리하자면, 위와 같은 단계를 통해 상기 전극 판(100)은 부식 방지제를 포함하는 피막이 형성되어 전극 판(100)의 부식성이 감소하게 되고, 이를 통해 전극 판(100)의 교체 횟수가 줄어들어 본 발명의 이온 에너지 발전기의 효율적인 관리가 가능하다.
이렇게 전극 판(100)의 부식성을 감소시키는 기능을 수행하는 부식 방지제를 제조하는 단계는 혼합 용액 제조 단계(S114)와 부식 방지제 완성 단계(S115)를 포함할 수 있다.
먼저, 혼합 용액 제조 단계(S114)는 전체 혼합 용액 중량 대비, 실란계 화합물 80 내지 95중량%와 스테아르산 5 내지 20중량%를 혼합한 후 교반 처리하여 혼합 용액을 제조하는 과정이다.
이때 실란계 화합물은 실란을 포함하는 화합물로서 상기 혼합 용액 제조 단계(S114)에서는 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-Aminopropyltriethoxysilane), 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane), 3-글리시독시프로필트리에톡시실란(3-Glycidoxypropyltriethoxysilane) 등이 될 수 있다. 이러한 실란계 화합물은 부식 방지의 기능뿐만이 아니라 상기 전극 판(100)과 상기 테플론 필름(200) 간의 점착성을 높이는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 스테아르산은 내식성을 증가시키는 첨가제로서, 실란계 화합물과 더불어 전극 판(100)의 내식성을 향상시키는 기능을 제공한다.
이때 실란계 화합물과 스테아르산은 서로 잘 섞이지 않기 때문에 실란계 화합물과 스테아르산을 혼합 후 초음파를 통해 교반 처리하여 고르게 섞이도록 할 수 있다.
다음으로, 부식 방지제 완성 단계(S115)는 전체 부식 방지제 중량 대비, 혼합 용액 5 내지 40중량%와 디프로필렌글라이콜 50 내지 75중량% 및 테트라에톡시실란 5 내지 20중량%를 혼합 후 교반하여 부식 방지제를 완성하는 과정이다.
이때 디프로필렌글라이콜(Dipropyleneglycol)은 내식성을 향상시키는 용제로서의 역할을 수행하는 것으로서, 상기 혼합 용액에 포함된 실란계 화합물과 함께 전극 판(100)의 부식성을 감소시키는 기능을 제공한다. 또한, 테트라에톡시실란은 전극 판(100)의 표면에 부식 방지제에 의한 피막이 안정적으로 형성되도록 하는 기능을 수행한다.
이러한 단계를 통해 제조된 부식 방지제는 전극 판(100)과 해수 염류 간의 전하 흐름을 방해하지 않으면서 금속성 재질로 이루어진 전극 판(100)의 부식을 방지하는 기능을 수행하게 된다.
상기 이온 에너지 발전기의 제조에서 전극 판(100)과 필름을 부착할 때 전극 판(100)과 필름 사이에 빈틈이 형성되지 않도록 밀착시키는 것이 바람직한데, 이는 전극 판(100)과 필름 사이의 빈틈으로 인해 전하의 흐름이 원활히 이루어지지 않아 본 발명의 이온 에너지 발전기의 발전 효율을 떨어트릴 수 있기 때문이다.
이를 해결하기 위해 전극 판(100)과 필름을 접착시킬 수 있는 접착제를 전극 판(100)과 필름 사이에 도포할 수 있으며, 이를 통해 전극 판(100)과 필름을 빈틈없이 완전 밀착시킬 수 있다.
이를 위해 도 1을 참조하면 상기 전극 판(100) 준비 단계(S100)와 필름 부착 단계(S200) 사이에는 두 개의 전극 판(100)의 표면에 접착제를 도포한 후 1 내지 10분 동안 경화시키는 접착제 도포 단계(S120)를 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 필름 부착 단계(S200)는 접착제의 상면에 테플론 필름(200)을 부착하는 과정이라고 할 수 있다.
이때 접착제는 실리콘 아크릴레이트를 유효 성분으로 하는 주재료 수지로부터 제조되는 수분경화형 접착제로서, 일반적인 우레탄, 에폭시 계열의 접착제에 비해 더 강한 접착성을 가짐과 동시에 전하 흐름을 방해하지 않는다는 특성을 지녀, 상기 이온 에너지 발전기의 발전 효율에 영향을 주지 않을 수 있다.
이러한 특성을 지닌 접착제는 전체 접착제 중량 대비, 실리콘 아크릴레이트를 유효 성분으로 하는 주재료 수지 60 내지 80중량%, 충진재 10 내지 30중량%, 경화제 1 내지 10중량%, 촉매 1 내지 10중량%를 혼합한 후 교반하여 제조될 수 있다.
이때 주재료 수지는 실리콘 아크릴레이트(Silicone acrylate)를 유효 성분으로 하는 것으로서, 강한 점탄성과 고내열성 및 고내습성을 지니고 있어 본 발명의 이온 에너지 발전기가 설치되는 곳인 바다, 강, 호수 등에서 사용되기에 적합하다. 또한, 낮은 유전율 값으로 인한 우수한 전기절연성을 지녀 본 발명의 이온 에너지 발전기에 사용되기 바람직하다. 이러한 주재료 수지를 제조하는 방법은 후술할 도 5와 함께 설명하기로 한다.
또한, 충진재는 상기 접착제의 부피와 점도 및 경도를 조절하기 위한 것으로서, 주재료 수지의 공극을 감소시켜 접착제의 부피, 점도, 경도를 조절하는 기능을 수행한다. 이러한 충진재는 탄산칼슘(CaCO3)이나 실리카일 수 있다. 특히 상기 접착제와 같이 수분경화형 접착제에서는 탄산칼슘을 충진재로 사용할 경우 탄산칼슘의 수친화성으로 인해 수분과 쉽게 반응하여 경화 반응이 빠르게 진행될 수 있다. 이로 인해 접착제 표면에 경화 물질이 잔존할 수 있으며, 접착제에 크랙이 발생하여 접착 성능을 저하시킬 수 있다. 이를 위해 탄산칼슘의 표면에 별도로 코팅하는 과정을 수행할 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 도 6과 함께 후술하기로 한다.
나아가, 경화제는 상기 주재료 수지와의 경화 반응을 일으켜 접착제를 액상에서 고상으로 변화시키는 물질이다. 대표적으로 우레탄계 접착제의 경우 이소시아네이트계 경화제를 이용하거나 에폭시계 접착제의 경우 에폭시계 경화제를 사용하는 반면, 상기 접착제는 실리콘 아크릴레이트를 유효 성분으로 하는 수분경화형 접착제이므로 비닐트리메톡시실란과 같이 실란계 경화제를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 촉매는 접착제 제조 시 일어나는 반응의 속도를 증가시키는 기능을 제공하는 것으로서, 디부틸틴디라우레이트 및 TEH, DTDA일 수 있다.
이러한 물질의 혼합으로 제조되는 접착제는 강한 접착력을 가짐과 동시에 낮은 유전율을 가질 뿐 아니라 전극 판(100)과 테플론 필름(200)의 바인더로서의 역할을 수행할 수 있다. 나아가, 상술한 접착제 도포 단계(S120)에서 전극 판(100)의 표면에 접착제를 도포한 후 1 내지 10분 동안 경화시킨다고 하였는데, 1분 미만으로 경화시키는 경우 작업 상 문제가 발생할 수 있고, 10분을 초과하여 경화시키는 경우 외력이나 외부 환경으로 인한 접착제의 변화가 발생할 수 있어 1 내지 10분, 바람직하게는 3 내지 7분 동안 경화시켜야 적절하게 경화된 접착제 도포 단계(S120)를 수행할 수 있다.
이때 상기 접착제의 주원료 물질인 주재료 수지는 실리콘 아크릴레이트를 유효 성분으로 한다고 하였는데, 이러한 주재료 수지를 제조하는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 접착제의 주재료 수지를 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 주재료 수지를 제조하는 단계는 제 1 용액 제조 단계(S121), 제 2 용액 제조 단계(S122), 적가 단계(S123)를 포함할 수 있다.
먼저, 제 1 용액 제조 단계(S121)는 전체 제 1 용액 중량 대비, 하이드록시에틸아크릴레이트 5 내지 20중량%, 트리에틸아민 10 내지 25중량%, 테트라하이드로퓨란 65 내지 80중량%, 첨가제 0.1 내지 10중량%를 혼합하여 제 1 용액을 제조하는 과정이다.
이때 하이드록시에틸아크릴레이트는 완성된 주재료 수지를 제조하기 위한 베이스 물질 중 하나이고, 트리에틸아민은 촉매로서의 역할을 수행하며, 테트라하이드로퓨란은 용매이자 제 1 용액 제조 시 혼합성을 높이고 가교 반응을 개시하는 가교제로서의 역할을 제공한다. 나아가, 첨가제는 접착제가 전극 판(100) 표면에 잘 도포되도록 하는 기능을 수행한다.
다음으로, 제 2 용액 제조 단계(S122)는 전체 제 2 용액 중량 대비, 헥사메틸실록산 50 내지 70중량%와 테트라하이드로퓨란 30 내지 50중량%를 혼합하여 제 2 용액을 제조하는 과정이다.
여기서, 헥사메틸실록산은 주재료 수지를 제조하기 위한 또 다른 베이스 물질 중 하나이고, 테트라하이드로퓨란은 제 2 용액의 용매이자 상기 제 1 용액 제조 단계(S121)에서와 마찬가지로 혼합제로서의 역할을 수행할 수 있다.
마지막으로, 적가 단계(S123)는 0 내지 10℃에서 30 내지 90분 동안 제 1 용액에 제 2 용액을 적가시킨 후 12 내지 30시간 동안 합성시키는 과정으로서, 제 1 용액의 하이드록시에틸아크릴레이트와 제 2 용액의 헥사메틸실록산의 반응을 통해 실리콘 아크릴레이트를 유효 성분으로 하는 주재료 수지를 완성하는 단계이다. 이때 제 1 용액에 제 2 용액을 적가시키는 방법으로 제 1,2 용액을 혼합시킴으로써 합성 반응이 천천히 일어나도록 할 수 있으며, 이를 통해 안전한 합성 반응을 유도할 수 있다.
이렇게 제조된 주재료 수지와 더불어, 상술한 바와 같이 상기 접착제 제조 시 충진재를 첨가하여 접착제의 부피, 점도, 경도를 조절할 수 있다고 하였는데, 이러한 충진재의 표면을 코팅하여 충진재의 수분 경화를 방지하고 이로 인해 접착제의 내구성을 향상시킬 수 있다.
이를 위해 충진재의 표면에는 알킬 아크릴레이트를 유효 성분으로 하는 코팅제를 도포한 후 건조시켜 코팅층을 형성할 수 있는데, 이러한 코팅제에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 코팅제를 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 코팅제를 제조하는 단계는 1차 용액 제조 단계(S124), 2차 용액 제조 단계(S125), 3차 용액 제조 단계(S126), 4차 용액 제조 단계, 코팅제 완성 단계(S127)를 포함할 수 있다.
먼저, 1차 용액 제조 단계(S124)는 전체 1차 용액 중량 대비, 라우릴알코올에톡실레이트(Lauryl alcohol ethoxylate) 화합물 1 내지 20중량%, 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene glycol) 0.1 내지 10중량%, 트리메틸스테아릴암모늄클로라이드(Trimethyl stearyl ammonium chloride) 15 내지 35중량%, 알킬아크릴레이트(Alkyl acrylate) 50 내지 80중량%를 혼합하여 1차 용액을 제조하는 과정이다.
이때 알킬아크릴레이트는 코팅제의 유효 성분으로서 발수 성능을 갖고 있어 코팅제에 발수 기능을 제공하는 단량체이다. 또한, 라우릴알코올에톡실레이트 화합물은 유화제, 폴리프로필렌글리콜은 유화 보조제의 기능을 수행하여 1차 용액이 서로 혼합이 잘 되도록 기여하는 물질들이다.
이후, 2차 용액 제조 단계(S125)는 전체 2차 용액 중량 대비, 1차 용액 30 내지 50중량%와 물 50 내지 70중량%를 혼합하여 2차 용액을 제조하는 과정으로서, 1차 용액의 농도를 조절하는 단계라고 할 수 있다. 이렇게 1차 용액과 물을 혼합함으로써 앞으로 제조될 코팅제의 알킬아크릴레이트의 농도, 즉 발수 성능 정도를 조절할 수 있다. 이때 1차 용액과 물의 혼합이 잘 이루어지지 않을 수 있으므로, 초음파 처리를 통해 균일하게 혼합되도록 할 수 있다.
다음으로, 3차 용액 제조 단계(S126)는 전체 3차 용액 중량 대비, 2차 용액 80 내지 99중량%와 사슬연장제 0.1 내지 10중량% 및 개시제 0.1 내지 10중량%를 혼합하여 3차 용액을 제조하는 과정이다.
이는 2차 용액에 포함된 알킬아크릴레이트의 중합 반응을 개시하기 위한 사슬연장제와 개시제를 2차 용액과 혼합하여 3차 용액을 제조하는 단계로서, 이를 통해 고분자의 코팅제를 생성할 수 있다. 이때 사슬연장제는 아조계 화합물이 될 수 있으며, 개시제는 도데실메르캅탄이 될 수 있다.
마지막으로, 코팅제 완성 단계(S127)는 3차 용액을 60 내지 90℃에서 20 내지 60시간 동안 건조시켜 건조 생성물을 수득한 후, 전체 코팅제 중량 대비 건조 생성물 1 내지 20중량%와 클로로포름 80 내지 99중량%를 혼합하여 코팅제를 완성하는 과정이다.
이는 상기 온도 조건에서 3차 용액의 중합 반응을 유도한 후 3차 용액에 포함된 물을 제거시킨 건조 생성물을 다시 용매인 클로로포름과 혼합하여 액상의 코팅제를 완성시키는 단계이다. 이렇게 제조된 코팅제는 충진재의 표면에 도포되어(이때 도포되는 방법은 브러쉬를 이용하거나 분사되는 등 다양한 방법을 이용할 수 있음은 물론이다.) 코팅층을 형성할 수 있다.
이에 더 나아가, 코팅제에 점착 기능을 추가적으로 부여하는 과정을 수행하여 충진재와 코팅층의 점착능이 향상됨에 따라 코팅층의 유지력을 향상시킬 수 있는데, 이를 위해 2차 용액 제조 단계(S125) 이후에는 1차 혼합액 제조 단계(S128), 2차 혼합액 제조 단계(S129), 3차 혼합액 제조 단계(S130)를 포함할 수 있다.
먼저, 1차 혼합액 제조 단계(S128)는 상기 2차 용액에 질소 가스를 1 내지 5분 간격마다 주입시켜 산소를 퍼지시킴으로써 1차 혼합액을 제조하는 과정이다.
이는 2차 용액에 용존된 산소를 제거하는 과정으로서, 반응 저해제인 산소를 없앰으로써 후술할 단계의 반응이 저해되지 않고 수월하게 일어나도록 하는 기능을 제공한다.
이후, 2차 혼합액 제조 단계(S129)는 전체 2차 혼합액 중량 대비, 1차 혼합액 90 내지 99.9중량%와 포타슘퍼설페이트 0.1 내지 10중량%를 40 내지 80℃에서 10 내지 60분 동안 혼합시켜 2차 혼합액을 제조하는 과정으로서, 이때 포타슘퍼설페이트는 반응 개시제로 상기 용존 산소가 제거된 2차 용액의 중합 반응을 개시하는 역할을 제공한다.
다음으로, 3차 혼합액 제조 단계(S130)는 전체 3차 혼합액 중량 대비, 2차 혼합액 20 내지 40중량%와 NH2CO3 20 내지 40중량% 및 물 50 내지 70중량%를 20 내지 80분 동안 혼합 숙성하여 3차 혼합액을 제조하는 과정이다.
이때 NH2CO3는 3차 혼합액의 pH가 급격히 변하지 않도록 완충시키는 완충제로서의 역할을 수행하는 것으로서, 이렇게 제조된 3차 혼합액은 점착성을 지닌 알킬아크릴레이트 중합체를 유효 성분으로 할 수 있게 된다.
이렇게 제조된 3차 혼합액은 점착능을 지니게 되고, 이는 상기 코팅제 완성 단계(S127)에서 60 내지 90℃에서 20 내지 60시간 동안 건조되어 건조물이 생성된 후, 전체 코팅제 중량 대비 상기 건조물 1 내지 20중량%와 클로로포름 80 내지 99중량%를 혼합하여 코팅제를 완성시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 이온 에너지 발전기의 실험 조건이며, 도 8은 본 발명의 이온 에너지 발전기의 실험 결과를 나타낸 표이다.
이러한 상기 이온 에너지 발전기를 통해, 각 전극 판(100)의 크기와 두께, 테플론 필름(200)의 두께에 따른 이온 에너지 발전기의 발전량을 시험하였으며, 이를 설명하면 다음과 같다.
먼저 알루미늄으로 이루어진 전극 판(100)을 두 개 준비한 후 전극 판(100)의 표면에 테플론 필름(200)을 부착한다. 테플론 필름(200)이 부착된 두 개의 전극 판(100)을 전극 틀(300)에 각각 끼운 후 간이 수조에 넣는다. 이때 간이 수조 내에서 전극 판(100)이 움직이거나 양극과 음극이 서로 맞닿지 않도록 두 전극 판(100)을 고정시킨다. 이후 간이 수조 내에 해수를 투입한 후 간이 수조의 상면을 밀폐하여 해수가 빠져나가지 않도록 함으로써 이온 에너지 발전기를 제조한다. 이렇게 제조된 이온 에너지 발전기를 상하좌우로 흔들어 전극 판(100)과 해수의 마찰이 일어나도록 한 다음 전압을 측정한다. 또한, 해수와 함께 정제수를 대조군으로 하여 상기 실험 방법을 진행하였다.
도 7을 참조하면, 전극 판(100)의 크기 및 두께, 테플론 필름(200)의 두께의 실험 조건을 알 수 있으며, 각 실험 조건에 따라 해수 및 정제수를 대상으로 상술한 실험 방법을 수행한 결과를 도 8과 함께 설명하면 다음과 같다.
도 8을 참조하면, 전극 판(100)의 양극과 음극의 크기를 다르게 하여 제작한 후 테플론 필름(200)의 두께와 전극 판(100)의 두께에 따라 전극 판(100)에 번호를 부여하였다. 도 8에 따르면, 5번 전극 판(100)의 경우 가장 높은 전압이 측정되었으며, 1번 전극 판(100), 8번 전극 판(100) 순으로 전압이 높게 측정되었다. 1번, 5번, 8번 전극 판(100) 이외의 전극 판(100)의 실험 결과 값은 서로 미세한 차이를 보이는 것을 알 수 있다. 나아가, 1 내지 8번 전극 판(100) 각각의 정제수 및 해수 실험 결과치를 비교해보면 정제수보다는 해수의 전압이 더 크게 측정되었음을 알 수 있다.
상기 실험을 통해 본 발명의 이온 에너지 발전기는 해수를 이용하는 것이 발전 효율이 더 높기 때문에 바람직하며, 전극 판(100)은 그 크기가 클수록 해수와의 접촉면적이 넓어지기 때문에 발전 효율이 높아짐을 알 수 있다. 또한, 전극 판(100)의 두께와 테플론 필름(200)의 두께는 얇을수록 발전 효율이 높다는 것을 알 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 해수의 염류를 이용한 이온 에너지 발전기의 제조 방법의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
10 : 부표 20 : 본체
30 : 조명 장치 40 : 해수 유입공
100 : 전극 판 200 : 테플론 필름
300 : 전극 틀 400 : 도선
S100 : 전극 판 준비 단계
S110 : 부식 방지제 도포 단계
S111 : 담지 단계
S112 : 탈루 단계
S113 : 경화 단계
S114 : 혼합 용액 제조 단계
S115 : 부식 방지제 완성 단계
S120 : 접착제 도포 단계
S121 : 제 1 용액 제조 단계
S122 : 제 2 용액 제조 단계
S123 : 적가 단계
S124 : 1차 용액 제조 단계
S125 : 2차 용액 제조 단계
S126 : 3차 용액 제조 단계
S127 : 코팅제 완성 단계
S128 : 1차 혼합액 제조 단계
S129 : 2차 혼합액 제조 단계
S130 : 3차 혼합액 제조 단계
S200 : 필름 부착 단계
S300 : 끼움 단계
S400 : 연결 단계
S500 : 전력 발전 단계

Claims (11)

  1. 해수의 염류를 이용한 이온 에너지 발전 방법으로서,
    금속성 재질로 이루어진 것으로서 양극과 음극에 해당하는 두 개의 전극 판을 준비하는, 전극 판 준비 단계;
    상기 전극 판의 표면에 접착제를 도포한 후 1 내지 10분 동안 경화시키는, 접착제 도포 단계;
    상기 전극 판의 표면에 도포된 상기 접착제의 상면에 테플론(Teflon) 필름을 부착하되 상기 테플론 필름의 표면에는 유리 섬유 분말이 충진된, 테플론 필름 부착 단계;
    상기 테플론 필름이 부착된 두 개의 전극 판을 각각 전극 틀에 끼우는, 끼움 단계;
    상기 전극 틀에 끼워진 두 개의 전극 판을 소정의 간격만큼 떨어트려 배치한 후 도선으로 연결하는, 연결 단계;
    상기 전극 판과 해수의 마찰에 의해 전기 에너지를 생성하는, 전력 발전 단계;를 포함하되,
    상기 접착제는,
    전체 접착제 중량 대비, 실리콘 아크릴레이트를 유효 성분으로 하는 주재료 수지 60 내지 80중량%, 충진재 10 내지 30중량%, 경화제 1 내지 10중량%, 촉매 1 내지 10중량%를 혼합한 후 교반하여 제조되고,
    상기 충진재의 표면에는,
    알킬 아크릴레이트를 유효 성분으로 하는 코팅제를 도포한 후 건조시켜 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 해수의 염류를 이용한 이온 에너지 발전 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주재료 수지를 제조하는 단계는,
    전체 제 1 용액 중량 대비, 하이드록시에틸아크릴레이트 5 내지 20중량%, 트리에틸아민 10 내지 25중량%, 테트라하이드로퓨란 65 내지 80중량%, 첨가제 0.1 내지 10중량%를 혼합하여 제 1 용액을 제조하는, 제 1 용액 제조 단계;
    전체 제 2 용액 중량 대비, 헥사메틸실록산 50 내지 70중량%와 테트라하이드로퓨란 30 내지 50중량%를 혼합하여 제 2 용액을 제조하는, 제 2 용액 제조 단계;
    0 내지 10℃에서 30 내지 90분 동안 제 1 용액에 제 2 용액을 적가시킨 후 12 내지 30시간 동안 합성시키는, 적가 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 해수의 염류를 이용한 이온 에너지 발전 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 코팅제를 제조하는 단계는,
    전체 1차 용액 중량 대비, 라우릴알코올에톡실레이트(Lauryl alcohol ethoxylate) 화합물 1 내지 20중량%, 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene glycol) 0.1 내지 10중량%, 트리메틸스테아릴암모늄클로라이드(Trimethyl stearyl ammonium chloride) 15 내지 35중량%, 알킬아크릴레이트(Alkyl acrylate) 50 내지 80중량%를 혼합하여 1차 용액을 제조하는, 1차 용액 제조 단계;
    전체 2차 용액 중량 대비, 상기 1차 용액 30 내지 50중량%와 물 50 내지 70중량%를 혼합하여 2차 용액을 제조하는, 2차 용액 제조 단계;
    전체 3차 용액 중량 대비, 상기 2차 용액 80 내지 99중량%와 사슬연장제 0.1 내지 10중량% 및 개시제 0.1 내지 10중량%를 혼합하여 3차 용액을 제조하는, 3차 용액 제조 단계;
    상기 3차 용액을 60 내지 90℃에서 20 내지 60시간 동안 건조시켜 건조 생성물을 수득한 후, 전체 코팅제 중량 대비 상기 건조 생성물 1 내지 20중량%와 클로로포름 80 내지 99중량%를 혼합하여 코팅제를 완성하는, 코팅제 완성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 해수의 염류를 이용한 이온 에너지 발전 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 2차 용액 제조 단계 이후에는,
    상기 2차 용액에 질소 가스를 1 내지 5분 간격마다 주입시켜 산소를 퍼지시킴으로써 1차 혼합액을 제조하는, 1차 혼합액 제조 단계;
    전체 2차 혼합액 중량 대비, 상기 1차 혼합액 90 내지 99.9중량%와 포타슘퍼설페이트 0.1 내지 10중량%를 40 내지 80℃에서 10 내지 60분 동안 혼합시켜 2차 혼합액을 제조하는, 2차 혼합액 제조 단계;
    전체 3차 혼합액 중량 대비, 상기 2차 혼합액 20 내지 40중량%와 NH2CO3 20 내지 40중량% 및 물 50 내지 70중량%를 20 내지 80분 동안 혼합 숙성하여 3차 혼합액을 제조하는, 3차 혼합액 제조 단계;를 포함하며,
    상기 코팅제 완성 단계는,
    상기 3차 혼합액을 60 내지 90℃에서 20 내지 60시간 동안 건조시켜 건조물을 수득한 후, 전체 코팅제 중량 대비 상기 건조물 1 내지 20중량%와 클로로포름 80 내지 99중량%를 혼합하여 코팅제를 완성하는 것을 특징으로 하는, 해수의 염류를 이용한 이온 에너지 발전 방법.
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