KR101893186B1 - 융합형 전기분해를 통한 수소의 다목적 용도로 이용 가능한 전기분해장치 - Google Patents

융합형 전기분해를 통한 수소의 다목적 용도로 이용 가능한 전기분해장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존의 고분자전해질막(PEM), 격막(Diaphragm) 및 무격막 (Non-Diaphragm)방식의 전기분해들을 융합하여 발생(생성)된 수소(H2)를 여러 분야에서 이용가능한 장치로서 기존 전기분해방식은 사용되는 일반적인 물 (수돗물, 지하수, 먹는 샘물등) 또는 특정된 물(증류수, 순수, 역삼투막 투과수등)로 부터 유해성 물질(잔류염소 및 오존등) 문제 와 전기분해시에 전극 및 고분자전해질 막 표면에서 부착(형성)되는 스케일과 물 때등 문제를 해결 하므로서 안정적인 고농도의 수소(H2)농도가 함유된 안전한 수소가스나 수소수를 다목적으로 제공하는 데 있다

Description

융합형 전기분해를 통한 수소의 다목적 용도로 이용 가능한 전기분해장치{Electrolysis apparatus available for multipurpose use of hydrogen through fusion electrolysis}
본 발명은 기존의 고분자전해질막, 격막 및 무격막 전기분해방식들을 융합하여 전기분해시 발생된 수소(H2)를 다방면으로 이용하는 전기분해 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 기존의 티타늄재질에 백금도금을 한 전극(양극 또는 음극)과 활성탄블록을 전극(양극)으로 하여 한개 또는 복수로 단일 또는 혼용으로 무격막방식 내지 고분자전해질막 방식으로 융합하여 짧은 시간에 높은 용존수소농도, 유해물질 제거, 전극표면 스케일 억제는 물론 음극에 해당되는 전극(-)과 2~10mm 위치에 초음파 진동자를 고정 설치하여 발생되는 수소(H2)기포의 용해도를 높여 용존수소농도를 증가시키며 물분자 집단크기(Cluster)를 작게하여 얻어진 수소수를 마시거나 수소 흡수(입욕, 세면, 샤워, 비데), 세척(과일.야채, 식기) 및 수소가스를 흡입 함으로서 흡수력과 침투율을 높일 수 있도록 융합형 전기분해를 통한 수소를 생성하여 가정 및 산업분야에서 다목적 용도로 이용할 수 있도록 한 융합형 전기분해를 통한 수소의 다목적 용도로 이용 가능한 전기분해장치에 관한 것이다.
인체에서 제일 중요한 원소 한 가지를 들라면 수소(H₂)를 들고, 제일
중요한 화합물 한 가지를 들라면 물이다. 수소(H2)는 인체내에 물 뿐만 아니라 단백질, 탄수화물, 지방, 비타민 그리고 DNA에도 포함되어 인체의 구성원소의 약 9.5%를 차지하고 있다. 인체내에서 수소가 하는 주된 역할은 체액을 만들고 항산화(유해한 활성산소인 하이드록실 라디칼을 선택적으로 결합하여 물로 배출), 항염증 , 항피로, 항아포토시스 및 항알레르기등 작용을 한다.
2007년 5월 세계 유명의학 전문지인 내이처 메디신(Nature Medicine)에서 수소가 인체내에서 유해한(독성) 활성산소와 선택적으로 결합하여 물로 배출한다는 연구발표이후 질병과 관련 된 수소의학연구논문이 10여년만에 600여편에 이르고
있으며 우리나라(2015.5, 식약처), 일본(1995, 후생노동성), 중국, 대만은 물론 미국(2014. 7, FDA) 독일, 프랑스, 영국, 호주, 캐나다 등 여러국가들이 건강분야에 수소의 중요성을 인식하고 먹는 캡슐, 화장품, 음료, 식염수소수(의료), 수소입욕기, 수소흡입기, 수소수생성기등 다양한 제품들이 출시되고 있다.
수년전부터는 즉석에서 물을 전기분해하여 수소가 용해된 수소수를
생성하는 수소수생성기(발생기)나 수소정수기등이 다양하게 제시되고 있다.
그러나 이러한 제품들은 전극표면의 스케일(Scale)과 미생물에 의한 물 때
(Incrustation)문제로 기기의 수명단축은 물론 전기분해시 발생되는 유해물질 생성(잔류염소 및 오존등)에 대한 안전성 문제와 기액(수소와 물) 흐름 배관재질에 안일한 기존의 정수기용 튜빙이나 PVC배관재 사용으로 누수에 이어 사용을 하지 않는 도중에도 수소가 외부로 세어 나와 기기내에서 발화등으로 심각한 안전성 문제가 보도되고 있다.
그럼에도 불구하고 이러한 문제들은 해결되지 않고 단지 물속에 용해된 수소농도 값만을 주장하므로서 생성된 수소수가 건강을 살리는 물이 아니라 오히려 인체에 해를 줄 수 있고 크게 건강에 도움이 되지 못한다는 보도가 일본의 관련 기관등에서 나오고 있다.
따라서 기존의 무격막(Non-Daiphragm) 전기분해 방식의 수소수생성기는 전극의 스케일과 잔류염소등의 유해물질은 해결을 하고 있으나 적기에 잔류염소를 제거하는 필터의 교체주기를 확인할 수가 없을 뿐만 아니라 수소(H2)와 산소(O2)가 동시에 전기분해시 함유되므로서 용존수소의 농도치 보다 낮게 측정된다.
뿐만 아니라 고분자 전해질막(PEM:Poly Electrolysis Membrane)을 채택한 전기분해 방식은 증류수(Distillation water)나 순수한 물(Deionized water)을 사용하여야 하나 실제로 현장에서는 역삼투 투과수(Reverse Osmosis Permeate water)나 낮은 전해질이 함유된 시판샘물(생수)을 사용하므로 전극 표면과 고분자 전해질막 표면에 스케일 발생을 최소화 한다 하여도 정기적으로 구연산 또는 식초등과 같은 화공약품으로 세정을 하도록 하고 있으나 현실적으로 이를 이행하기가 어렵고 취급에 위험성과 불편함으로 제품의 수명도 짧아지게 된다. 그리고 고분자 전해질막을 이용한 전기분해방식은 양극에서 발생한 산소(O2)를 배출하기 위한 통기구를 제품 하단부에 구성하나 산소와 함께 응축수도 배출되므로 휴대시에 누수 문제는 물론 제품 내부의 전원을 공급하는 모듈이 침수되어 작동에 심각성을 초래하고 있다.
또한 사용하는 원수의 품질에 따라 전극(+)에서 발생된 오존(O3)나 잔류염소(Cl2)가 산소(O2)와 함께 외부로 배출도 되지만 이러한 유해물질들이 고분자전해질막을 기체상태로 투과하여 수소(H2)가 용해된 수소수에 함유되므로 소위 유해성 수소수의 문제점을 외국의 공식적인 기관이나 수소수전문가들이 지적하고 있다.
본 발명에서는 융합형 전기분해를 통한 수소의 다목적 용도로 이용 가능하도록 한 것이므로 이 분야의 선행기술을 생활용수공급시스템, 수소수를 이용한 냉온침구시스템, 연료전지를 이용한 기능수 제조장치등으로 각분야에서 이용되고 있는 선행기술을 살펴보기로 한다.
등록특허공보 제10-1283646호(등록일자:2013년 7월 2일)"정수 및 수소수를 이용한 생활용수 공급시템(이하 "선행기술 1"이라한다)"은 원수(수돗물, 지하수)를 정수하고, 그 정수된 물을 역삼투 또는 나노여과막으로 무기물질과 유기물질 등을 용도에 맞게 제거한 후 막(Membrane)을 투과한 물을 무격막 방식으로 전기분해 하거나, 고형 고분자전해질막(Polymer Electrolyte Membrane, PEM)을 통하여 수소수를 생성하고, 그 수소수를 이용하여 위생수 또는 음용수로 이용할 수 있는 정수 및 수소수를 이용한 생활용수 공급 시스템이 개시되었다.
상기 선행기술 1은 원수(수돗물 또는 지하수)에 함유된 미생물, 인체에 유해한 무기 및 유기물질, 소독제, 소독제 부산물, 의약물질, 악취(소독약 냄새, 흙냄새, 곰팡이냄새, 비린내) 및 농약 등을 정수시켜 제거한 후 그 정수된 정수를 전기분해하여 수소수를 생성하고, 그 수소수를 좌변기, 세탁기, 세면대 또는 샤워기의 위생수로 이용하거나 또는 취사용 또는 음용으로 사용되도록 하는 정수 및 수소수를 이용한 생활용수 공급 시스템에 관한 것임을 알 수 있으며,
또다른 선행기술인 등록특허공보 제10-1388485호(등록일자:2014년04월17일)의 "수소수를 이용한 냉온 침구시스템"(이하 "선행기술 2"이라 한다)는 생성된 수소수를 저장하고, 외부와 공기접촉으로 열손실을 최소화하기 위한 냉온수소수조, 상기 수소수의 이취를 제거하기 위해 상기 냉온수소수조 내에 설치된 필터, 상기 냉온수소수조 하부 내부바닥에 설치되어 수소를 생성시키는 전극, 상기 냉온수소수조의 바닥면에 고정 설치되어, 냉/온열를 발생하는 열전소자, 방열(放熱)을 위한 방열판과 팬, 상기 냉온수소수조의 연결호스에 형성되어 상기 수소수를 분기시키는 분기부, 내부에 냉온수소수 순환배관이 형성되고, 상기 분기부를 통해 수소수를 공급받는 보온 및 방수 재질로 이루어진 매트 및 상기 냉온수소수 순환배관에 냉 또는 온의 열매체로 수소수를 순환시키는 순환펌프를 포함하는 구성이 개시되었다.
상기 선행기술 2는 베개 및 매트와 같은 침구류에 냉온수소수 순환배관을 설치하고, 상기 냉온수소수 순환배관에 순환펌프를 이용하여 냉 또는 온의 열매체를 순환시키되, 열매체로서 수소수를 공급하여 냉온수소수 순환배관 상의 세균 증식과 물때 등을 예방할 수 있도록 함과 아울러, 열매체에 공급하기 위해 생성한 수소수를 이용하여 실내공기를 가습함으로써 쾌적한 실내공기와 침구문화로 우리 몸속에 있는 활성 산소 등을 제거할 수 있는 수소수를 이용한 냉온 침구시스템에 관한 것이다
또 다른 선행기술로서 등록특허공보 제10-1732659호(등록일자:2017년 04월 26일)의 "가역 고분자전해질막 연료전지를 이용한 기능수 제조장치"(이하 "선행기술 3" 이라함)는 가역 고분자전해질막 연료전지를 이용한 기능수 제조장치로서, 산화전극과 환원전극, 및 산화전극과 환원전극 사이에 위치하는 고분자전해질막을 포함하며, 전기분해모드에서 수소기체 또는 산소기체를 생성하고 연료전지모드에서 기전력을 생성하는 연료전지부(110); 수소기체 또는 수소기체를 물속에 용해하여 수소수 또는 산소수를 생성하고 저장하는 기능수저장부(120); 물을 초음파 진동하여 미스트를 생성하는 초음파부(130); 기능수저장부(120)에 용해되지 않은 수소기체 또는 산소기체를 포집하는 기체포집부(140); 및 연료전지부(110)와 초음파부(130)를 제어하는 제어부(150)를 포함하며, 연료전지부(110)에서 실행되는 연료전지모드에서 발생하는 기전력을 이용하여 기능수저장부(120)에 저장된 수소수의 용존수소농도를 측정함에 기술적 특징이 있는 가역 고분자전해질막 연료전지를 이용한 기능수 제조장치가 개시되었다.
상기 선행기술 1, 2, 3 모두 전기분해에 의한 수소수를 생성하는 것은 공통적이나 수소수를 이용하는 적용범위는 서로 상이함 을 알 수 있다.
상기 선행기술 1은 정수 및 수소수를 이용한 생활용수 공급 시스템에 관한 것으로 취사, 음용, 세탁기, 샤워기등에 이용할 수 있도록 한 것으로 전기분해를 통하여 수소수로 변환시켜 저장하는 무격막 전기분해조 및 수소수 저장조의 수소수를 활성탄으로 필터링하여 생활용수로 사용하고, 활성탄에 필터링된 수소수를 정수시킨 후 역삼투 또는 나노여과필터로 필터링된 수소수를 다시 무격막 또는 이온교환막 방식으로 전기분해하여 용존 수소수를 생성시켜 취사용 또는 음용수 수소수를 사용할 수 있도록한 것이다. 따라서 선행기술 1은 생활 용수와 마시는 물에 한정한 수소수 생성 시스템이라 할 수 있다.
또한 선행기술 2는 수소수를 이용한 냉온 침구시스템에 관한 것으로 생성된 수소수를 저장하는 냉온수저장수조, 냉온열을 발생하는 열전소자, 열을 발열시키는 방열판 및 방열용 팬, 순환펌프로 이루어지는 본체를 구성하여 연결호스를 통해 침구류 내부의 순환배관으로 공급하여 수소수가 순환되도록한 것으로서 매트 내의 물때, 세균이 증식되는 것을 방지할 수 있도록하고 있으나, 이러한 구성은 일부 효과는 있으나 근본적으로 문제를 해결할 수 있는 개선책이 되지 못한다. 즉, 온수 매트를 이용하는 가장 큰 이유는 전기 전류로부터 인체를 보호하기 위한 것인데 불구하고, 세균증식을 억제하기 위해 전기분해를 일으켜 수소수를 만들고 온수를 만들기 위해 열전소자를 사용함으로 전자파가 발생될 뿐만 아니라 온수매트로서 경제성에 대한 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
또한 선행기술 3은 가역 고분자전해질막 연료전지를 이용한 기능수 제조장치에 관한 것으로서, 가역 고분자전해질막 연료전지를 이용하여, 전기분해모드에서는 수소수와 산소수를 선택적으로 생성하고, 연료전지모드에서는 발생한 기전력을 측정하여 기능수의 용존수소농도를 산출 표시하도록 하는, 가역 고분자전해질막 연료전지를 이용한 기능수 제조장치에 관한 것으로 이는 수소수의 용존농도를 측정하고 표시할 수 있도록한 것으로 기능수를 휴대시 용존수소 농도를 체크하는 장치에 불과 한 것입니다.
대한민국 등록특허공보 제10-1283646호 대한민국 등록특허공보 제10-1388485호 대한민국 등록특허공보 제10-1732659호
본 발명은 상기와 같은 문제를 감안하여 안출한 것으로 물의 종류에 따라 선택적으로 전처리하고 이를 이중형 혼용무격막 전기분해 또는 이중형 혼용 고분자전해질막 전기분해를 이용하여 용존수소농도를 향상함과 동시에 수소수를 생성시에 스케일, 물 때, 유해물질(잔류염소, 오존)등의 발생을 최소화 할 수 있도록 하고, 이동성이 편리한 전기분해모듈형을 제공하여 어떠한 용기에서도 사용이 가능케 하므로 각종 오염물질을 표면에서 제거하고, 특히 농약 및 각종 미생물(대장균, 일반세균등)들을 제거하여주며 안정적이고 신뢰성 있는 수소수를 다목적으로 (수소수 생성기, 세척기, 온욕기 , 화장품 제조 및 세안수, 샤워 목욕, 비데 등의 위생수, 냉온수소정수기등) 사용함으로서 수소수의 효능. 효과를 최대화 함에 그 목적이 있다
본 발명은 상기 목적을 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 것으로서,
원수를 스크린 필터를 경유 또는 직접 저장조, 펌프, 복합필터를 거처 전기분해조로 공급하거나 또는 원수를 전처리 필터를 통과시킨 후 전기분해조로 보내거나 원수를 곧 바로 전기분해조로 공급할 수 있도록 된 원수 전처리부와;
상기 원수 전처리부로부터 공급 받은 원수를 수소수로 생성할 수 있도록 선택적으로 전기분해가 이루어지는 이중형 혼용 무격막 전기분해조 및 이중형 혼용고분자 전해질막 전기분해조로 이루어진 전기분해조와;
상기 전기분해조에서 생성된 수소수의 물분자 집단크기(Cluster)를 작게 하여 몸에 흡수력을 높이고 수소의 용해도를 증가시켜 수소수를 직접 음용할 수 있도록 진동을 가하는 초음파진동자와:
상기 초음파 진동자를 거치거나 바로 수소수를 음용하거나 초음파진동자 와 후처리필터를 순차적으로 통과시켜 냉수 또는 온수로 생성할 수 있도록 순간냉각장치 및 순간히팅장치로 이루어진 냉온수 수소처리부와;
상기 냉온수 처리부에서 냉수 또는 온수로 생성된 수소수를 미네랄 용출장치, 막여과기(정밀 또는 한외여과) 및 자동가스 벤트:를 포함하는 융합형 전기분해를 통한 수소의 다목적 용도로 이용 가능한 전기분해장치를 특징으로 한다.
이와 같이 된 본 발명은 전기분해를 통한 수소의 다목적 용도로 이용 가능하도록하는 전기분해장치로서 전기분해를 하는 데 있어 무격막, 격막, 고분자전해질막과 같은 전기분해 방식을 융합한 전기분해 방식으로 전극 표면에 스케일(Scale), 물 때(Incrustation)는 물론 잔류염소(Cl2)나 오존(O3)과 같은 유해성 물질 등이 제거된 수소수를 다목적으로 사용하도록 함으로서 위생적이며 건강과 미용 효과등 삶의 질 향상에 도움을 주기 위한 것이다.
본 발명의 융합형 전기분해를 통한 수소(H2)의 다목적 이용장치는 기존의 획일적인 격막, 무격막 및 고분자전해질막을 이용한 전기분해방식들을 융합하여 원수의 종류에 상관없이 사용하여도 높은 용존수소 농도는 물론 페하(pH)가 중성인 수소수 또는 알카리 수소수를 제공가능 토록함으로 건강을 살리는 기능성 물로 음용이 가능하고 전기분해를 행할 때 전극표면에 스케일(Scale), 물 때(Slime, Incrustation), 유해물질(O3, Cl2) 제거는 물론 각종 세균(Live Bacteria)들을 제거함으로써 기존 전기분해방식들을 채용함으로써 짧아진 제품 수명은 물론 화학세정(구연산등)등의 문제를 해결하는 효과를 제공하므로서, 기존의 전기분해방식을 이용한 수소수생성기나, 기존의 정수기의 경우 수온이 상온 및 냉수에만 용존수소가 함유된 냉수소정수기를 제공토록 하고 있었으나, 온수에서도 용존수소가 안전하게 유지되는 냉온수소정수기를 제공하는등 다목적으로 사용할 수 있어 경쟁력있는 기능성 물인 수소가 용해된 물(수소수)를 제공하는 효과가 있다.
도1은 본 발명에 따른 융합전기분해를 통한 다용도 수소이용장치의 계통도이며,
도2는 본 발명의 융합전기분해를 위한 극판 배치도이며,
도3은 본 발명의 고분자전해질막을 이용한 전기분해(무스케일, 무유해성물질)극판 배치도이며,
도4는 본 발명의 절연체를 이용한 전기분해(무스케일, 무유해성물질)를 위한 극판 배치도이며,
도5는 본 발명의 융합전기분해를 위한 전기회로구성에 따른 블록도이며,
도6은 본 발명은 기존의 고분자전해질막을 사용시 유해성물질(잔류염소, 오존등)을 제거하기 위한 휴대용 수소수생성장치에 대한 예시도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다.
또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
이하 본 발명에 따른 융합전기분해를 통한 수소이용장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본발명에 따른 융합전기분해를 통한 수소이용장치의 개략적인
구성도로서, 본 발명의 융합전기분해를 통한 수소이용장치는 ①원수(101)가 직접 이중형 혼용 무격막전기분해조(2000) 또는 이중형 혼용고분자전해질막 전기분해조(3000)를 구성하는 융합 전기분해조(1000)로 공급하거나 또는 ②원수(101)가 스크린필터(102), 저장조(103), 펌프(104), 복합필터(105)를 거처 융합 전기분해조(1000)로 공급하거나, ③또는 원수(103)가 순차적으로 스크린필터(102), 저장조(103), 펌프(104), 복합필터(105), 전처리 필터(106)를 경유하여 융합 전기분해조(1000)로 공급하거나 ④또는 원수(101)가 전처리 필터(106)만 거친후 융합 전기분해조(1000)로 공급될 수 있다.
본 발명에서는 원수(101)가 이중형 혼용 무격막전기분해조(2000) 또는 이중형 혼용 고분자전해질막 전기분해조(3000)를 구성하는 융합 전기분해조(1000)로 유입되기 직전까지를 원수 전처리부(100)라 칭한다.
따라서 본 발명은 원수의 상태에 따라 상기 ①, ②, ③, ④ 라인 중 어느하나를 선택적으로 거쳐 전처리된 후 융합 전기분해조(1000)의 이중형 혼용 무격막전기분해조(2000) 또는 이중형 혼용 고분자전해질막 전기분해조(3000)에서 전기분해되어 수소수가 생성된다.
상기 원수(101)는 수돗물, 지하수, 먹는 샘물(생수)등의 자연수 또는 증류수, 정수, 연수, 역삼투 투과수(RO Permeate water)중 어느 하나로 이루어지는데 원수의 전해질농도 50㎲/㎝~2000㎲/㎝이면 이중형 혼용무격막 전기분해조로 유입되어 수소수로 처리되도록 하고, 원수(101)의 전해질은 100㎲/㎝ 미만의 전도도를 갖도록 낮은 농도의 전해질이 함유된 상태로 이중형 혼용 고분자 전해질막 전기분해조(3000)로 보내져 수소수로 생성되도록 한다.
상기 전처리필터(106)는 모래, 분말 또는 입상형태의 무연탄, 분말, 섬유상 또는 입상형태의 활성탄에 부직포 포장을 1개 또는 그 이상으로 혼합하여 사용하는 카트리지 형태로 1개 또는 수개로 연결하여 구성된다.
또한 원수(101)는 직접 복합필터(105)로 이송하거나, 또는 스크린필터(102)에서 복합필터(105)로 보내거나, 저장조(103)를 경유하여 가압펌프(104)에 의해 가압 이송된 후 모래, 분말 또는 입상형태의 무연탄, 분말 또는 입상 섬유상 형태의 활성탄을 1개 또는 2개 이상으로 혼합하여 사용하는 카트리지 형태로 1개 또는 수개로 연결하여 사용하거나 또는, 정밀여과막이나 한외여과막이 중공사 형태로 구성한 복합필터(105)를 거쳐 원수가 공급된다.
상기 복합필터를(105)를 통과한 원수는 이중형 혼용무격막 전기분해조(2000) 또는 이중형 혼용 고분자전해질막 전기분해조(3000)로 유입 되어 전기 분해가 이루어져 수소수를 생성한다.
상기 융합 전기분해조(1000)를 이루는 이중형 혼용무격막 전기분해조(2000) 또는 이중형 혼용 고분자전해질막 전기분해조(3000)의 용기 재질은 플라스틱, 강화유리, 또는 내약품성 및 내온성 고분자물질로 코팅된 스텐레스스틸 중 어느 하나의 재질로 방수가 되게 고정 또는 탈착이 가능하게 이루어진다.
즉, 상기 융합 전기분해조(1000)는 입욕기, 세면, 샤워, 비데, 과일세척, 야채세척, 식기세척 등에 선택 사용할 수 있다.
또한 원수(101)는 스크린필터(102), 저장조(103), 펌프(104), 복합필터(105)로 이루어지는 원수 전처리부(100)를 거치지 않고 바로 전처리 필터(106)를 거쳐 이중형 혼용 무격막전기분해조(2000) 또는 이중형 혼용고분자전해질막 전기분해조(3000)로 공급되어 전기분해가 이루어져 수소수를 생성하게 된다.
상기 이중형 혼용무격막 전기분해조(2000) 또는 이중형 혼용 고분자전해질막 전기분해조(3000)의 출수구 측에는 초음파 진동자(107)가 설치되어 전기 분해조에서 생성된 수소수에 초음파 진동을 가해 용존 농도를 향상시키기 위해 수소를 나노버블 상태의 기능을 유지하도록한다.
상기와 같이 융합 전기분해조(1000)를 구성하는 이중형 혼용무격막 전기분해조(2000) 또는 이중형 혼용 고분자전해질막 전기분해조(3000)에서 생성된 수소수는 통상의 상온수가 되어 음용할 수 있다.
또한 이중형 혼용무격막 전기분해조(2000) 또는 이중형 혼용 고분자전해질막 전기분해조(3000)에서 생성된 수소수를 복합필터(105)와 동일한 필터구성으로 이루어진 후처리필터(108)를 거쳐 냉온수 수소처리부(400)의 순간냉각장치(402)에 이어 미네랄용출장치(403)와 막여과기(404)를 거치면 시원한 수소수를 마실 수 있다.
또한 이중형 혼용무격막 전기분해조(2000) 또는 이중형 혼용 고분자전해질막 전기분해조(3000)에서 생성된 수소수를 후처리 필터(108), 순간히팅장치(401)에 이어 미네랄 용출장치(403)와 막여과기(404)을 거치면 뜨거운 수소수를 음용할 수 있게 된다.
상기 냉온수 수소처리부(400)에서 처리된 냉수소수와 온수소수를 음용함에 있어 미네랄 용출장치(403)나 막여과기(404)을 모두 생략할 수 있거나 각각 1개만을 선택적으로 설치할 수 있다
상기 냉온수 수소처리부(400)의 순간히팅장치(401)와 순간냉각장치(402)는 통상의 냉온수 정수기와 동일한 작용으로서 소비자기 온수밸브를 개방하면 순간히팅장치를 거친 수소수를 음용할 수 있고, 냉수밸브를 개방하면 순간냉각장치를 거치면서 냉각된 수소수를 음용할 수 있다.
도1의 미설명부호 자동가스벤트(405)는 전기분해로 인하여 물속에 용해될수 있는 각종 가스(수소, 산소등)가 냉 또는 온수소수로 음용을 하지 않고 장치를 중단할 경우 배관내에서 자동으로 대기로 배출시킬 수 있도록 된 자동가스 벤트이다.
도2는 본 발명의 융합전기분해를 위한 전극 배치도이고, 도3은 본 발명의 고분자전해질막을 이용한 전기분해(무스케일, 무유해성물질)전극 배치도이며, 도4는 본 발명의 절연체를 이용한 전기분해(무스케일, 무유해성물질)를 위한 전극 배치도를 나타낸 것이다.
본 발명의 이중형 혼용무격막 전기분해조(2000) 내에 설치되는 +전극판(10)과 -전극판(20)으로 이루어진다.
상기 -전극판의 재질은 티타늄에 백금 도금된 1개 또는 한쌍의 -전극판을 설치하고, 이어 절연성이 있는 것으로 두께가 10mm이하인 부직포, 폴리테트라 플루오로에틸렌 (polytetrafluoroethlene)을 팽창시킨 방수재질 또는 유사한 소수성 고분자물질로 된 망형상 또는 판형상을 설치하여 양극(+) 전극판을 형성한다.
상기 음극(-) 전극판에 사용하는 전극판과 동일한 형상으로 원형, 오메가형, 사각형 또는 망 형태의 판으로 제작된 전극의 재질이 티타늄에 백금 도금된 1개 또는 한쌍의 양극(+극) 전극판을 설치할 수 있다.
또 다른 방법으로 수분함량에 5%이하인 다공성의 분말, 입상 또는 섬유상의 활성탄(Activated Carbon)을 한가지 또는 복수로 혼합한 후 이를 열가소성 소재인 구형(20~500 메쉬) 폴리에틸렌(PE) 또는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)수지계열의 바인더(bisnder)를 정밀하게 압축 혼합하여 두께가 0.02~10mm로 시트, 판, 망형상으로 된 바인더 활성탄 블록을 양극판(+극)으로 조합된 3중 구조의 혼용무격막전기분해조(2000)로 상부는 개방이 쉬운 뚜껑으로 밀폐된 전기분해부가 구성된다.
즉, 본 발명의 이중형 혼용 무격막 전기분해조(2000)는 백금이 도금된 티타늄 전극판을 음극(-)으로 하고 그 일측에 동일한 전극판을 +극판 또는 카본 블록으로 양극(+)을 형성한다.
상기 융합 전기분해조(1000)는 음극(-) 밑에 양이온 또는 음이온 고분자 전해질막 설치에 이어 수분함량에 5% 이하인 다공성의 분말, 입상 또는 섬유상의 활성탄(Activated Carbon)을 한가지 또는 복수로 혼합한 후 열가소성 소재인 구형 폴리에틸렌(PE) 또는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)수지계열의 Binder를 정밀하게 압축 혼합하여 두께가 0.05~10mm로 시트, 판, 망형상 중 어느 하나로 형성된 활성탄 블록을 양극(+극)으로 조합한 이중 혼용 전기분해방식으로 수소수생성기, 냉온수소정수기, 샤워, 세안, 비데, 과일, 야채세척기, 주방용세척기의 세정수로 선택 사용할 수 있도록 한다.
본 발명에 첨부된 도2 내지 도4는 전극판과 전극판 사이의 절연체 또는 고분자 전해질 막으로된 격막이 설치된 것을 나타낸 것이다.
본 발명의 도2 내지 도4는 +전극판(10)과 -전극판(20) 사이에 절연체(30)는 이중형 혼용 무격막 전기분해조(2000)를 나타낸 것이고, +전극판(10)과 -전극판(20) 사이에 고분자전해질막(30)을 설치하는 경우에는 이중형 혼용 고분자 전해질막 전기분해조(3000)를 나타낸 것이다.
본 발명의 이중형 혼용고분자 전해질막 전기분해조(3000)의 용기 재질은 플라스틱, 강화유리, 내약품성 및 내온성 고분자물질로 코팅된 스텐레스스틸로 중 어느 하나로 이루어진다.
또한 전극판은 용기 안쪽 바닥면에서 0.05~3mm의 높이에 원형, 사각형, 오메가(Ω)형, 망 형태의 판 중 어느 하나로 제작된 전극의 티타늄 표면에 백금 도금된 한쌍의 음극(-극)을 설치한 후 전도성을 가진 양이온형 또는 음이온형 고분자 전해질막이 설치되고, 이어 원형, 사각형, 오메가(Ω)형, 망 형태의 판 중 어느 하나로 제작된 양극(+극)의 티타늄 표면에 백금도금된 1개 또는 2개의 전극을 한쌍으로 하부에 배열된다.
또는 다른 재질로 탄소섬유강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP) 또는 다공성의 활성탄(Activated Carbon)을 열가소성 소재인 PE (Polyethylene)계열의 Binder를 정밀하게 혼합한 활성탄 블록을 망, 시트 또는 판 형태로 설치한 이중형 혼용 고분자 전해질막 전기분해조(3000)로 상부는 개방이 쉬운 뚜껑으로 밀폐된 전기분해부를 형성한다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
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<실시예 1>
원형의 동일면적의 티타늄에 백금도금한 두개의 전극을 한쌍으로 하여 음극(-)판으로 하고 중간에 폴리테트라플루오로에틸렌 (polytetrafluoroethlene)과 같이 팽창시킨 방수재질을 설치에 이어 다공성의 분말 또는 입상형태의 활성탄(Activated Carbon)의 입도가 20~500 메쉬인 것을 열가소성 소재인 PE (Polyethylene)계열의 Binder를 정밀하게 혼합하여 두께가 0.02~10mm의 판형으로 기공크기가 0.1~20 ㎛인 활성탄블록을 양극(+)으로 직류(DC)12V, 1.0A, 3분 작동을 하였다.
공지된 기존의 무격막 전기분해 기술보다 전극표면에 스케일이 발생하지 않을 뿐만 아니라 용존수소농도와 산화환원전위도 낮게(마이너스 mV)나타내어 우리 인체를 구성하는 물들과 유사한 환원수 임을 확인하였다
Figure 112017130986256-pat00001
상기 표1의 측정 및 분석은 아래의 조건에서 실시하였다.
1)용존수소농도: 일본 동아 DKK주식회사(Model:DH-35A)
2)전해질, 산화환원전위, pH: 일본 동아 DKK주식회사(Model:WM-22EP)
3)오존: 일본 동아 DKK주식회사(Model:OZ 21P)
4)잔류염소: LAMOTTE(Model:1200 ·1200UDV)
또다른 방법으로 도3과 도4에 관한 것으로서 용기재질이 플라스틱, 강화유리, 내약품성 및 내온성 고분자물질로 코팅된 스텐레스스틸중 여기에서 사용된 이중형 혼용 고분자전해질막 전기분해조(3000)는 용기 안쪽 바닦면에서 0.05~3mm의 높이에 원형, 사각형, 오메가(Ω)형, 망형태의 판으로 제작된 전극의 티타늄 표면에 백금 도금된 한쌍의 음극판(-극)을 설치한 후 전도성을 가진 양이온형 또는 음이온 고분자 전해질막 설치에 이어 원형, 사각형, 오메가(Ω)형, 망형태의 판으로 제작된 양극판(+극)의 티타늄 표면에 백금도금된 1개 또는 2개의 전극판을 한쌍으로 하부에 배열하거나 또는 다른 재질로 탄소섬유강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP) 또는 다공성의 활성탄(Activated Carbon)을 열가소성 소재인 PE (Polyethylene)계열의 Binder를 정밀하게 혼합한 활성탄 블록을 망, 시트 또는 판 형태로 설치한 이중형 혼용 고분자 전해질막 전기분해조(3000)로 상부는 개방이 쉬운 뚜껑으로 밀폐된 전기분해부를 구성하였다.
<실시예 2>
원형의 티타늄에 백금도금을한 두개의 전극을 한쌍으로 하여 음극(-)으로 하고 중간에 음이온 고분자 전해질막(30)을 설치후 다공성의 분말 또는 시트형태의 활성탄(Activated Carbon)과 열가소성 소재인 PE (Polyethylene)계열의 Binder를 정밀하게 혼합하여 두께가 0.2~10mm로 시트, 판, 망형상으로 된 활성탄 블록을 양극(+)으로 하여 원수를 역삼투(RO) 투과수로 전원은 직류(DC)12V, 1.0A로 전기분해 시간은 3분 작동하였다.
Figure 112017130986256-pat00002
위 실시는 역삼투 투과수를 원수로 하여 실험한 것으로 기존의 고분자전해질막 전기분해 방식보다 환원성이 높은 고농도의 수소 농도가 함유된 수소수를 확인하였고 30회 작동에서도 기존 전기분해 방식의 전극표면이나 고분자전해질막 표면에 스케일발생 문제나 미량의 유해물질인 오존 및 잔류염소도 검출이 되지 않음을 확인하였다
<실시예 3>
원형의 동일면적의 티타늄에 백금도금을 한 두 개의 전극판을 한쌍으로 하여 음극(-)으로 하고 중간에 음이온 고분자 전해질막을 설치후 다공성의 분말 또는 시트형태의 활성탄(Activated Carbon)과 열가소성 소재인 PE (Polyethylene)계열의 Binder를 정밀하게 혼합하여 두께가 0.2~10mm로 시트, 판, 망형으로 된 활성탄 블록을 양극(+)으로 원수를 수돗물로 전원은 직류(DC)12V, 1.0A로 작동시간은 3분 작동하였다.
Figure 112017130986256-pat00003
본 실험을 통하여 용존수소에는 기존의 고분자전해질막을 채택한 전기분해방식과 거의 변함이 없었으나 pH(폐하)가 알카리성이고 높은 환원성의 수소수가 확인되었으며 특히 고분자전해질막의 전기분해 방식은 전극과 고분자 전해질 막표면에 스케일 형성(deposit) 문제로 전해질이 함유된 물의 사용이 곤란하지만 본 발명의 기술은 전해질이 높은 수돗물을 사용하여도 전극표면에 스케일이 발견되지 않았으며 오존이나 잔류염소와 같은 유해성 물질도 검출이 되지 않았다.
도5는 본 발명의 융합 전기분해를 위한 회로구성에 따른 블록도로서, 상기 도5는 본 발명의 도1의 운영 제어 시스템을 나타낸것이다.
본 발명의 도2 내지 도4를 적용한 전기분해 방식을 채택한 전기분해장치는 방수가 되고 용기는 고정 또는 별도 분리 가능하도록 하여 전기분해장치를 단독으로 사용을 할 경우 용기 외측 하부, 상부 또는 측면에 독자적으로 전기분해가 가능한 전원을 공급하는 콘트롤러 기능을 설치하며 이때 전원은 AC를 DC로 전극에 전류를 인가하는 방법으로는 내장 또는 외장된 아답터, 충전이 가능한 내장 밧데리 또는 거치대를 구비한 무선으로 작동 및 충전이 되도록 하여 수소수를 생성하여 직접 음용을 하거나 또는 전기분해조(2000 또는 3000)내부에 초음파 진동자(107)를 설치하여 물분자 집단크기(Cluster)를 작게 하여 몸에 흡수력을 높이게 하고 수소의 용해도를 증가토록 생성된 수소수를 직접 음용, 흡수, 흡입, 세척 및 위생용으로 사용 할수 있고 생성된 수소수에 이취(異臭) 와 이미(異味)를 제거 및 미네랄 용출을 목적으로 비타민씨나 활성탄(입상, 구형), 아황산 칼슘, 토르말린, 맥반석, 일라이트, 실리카등과 같은 광물에 열을 가해 만든 비금속 무기재료(세라믹) 재질을 한 가지 또는 그 이상으로 혼합한 볼형, 원통형 및 판형 필터로 후처리한 수소수를 음용하는 수소수생성장치인 융합 전기분해조(1000)와 이중형 혼용무격막 전기분해조(2000) 또는 이중형 혼용고분자전해질막 전기분해조(3000)를 통과한 물을 직접 또는 후처리필터(108)를 경유하여 냉 온수 수소처리부(400)의 순간냉각장치(402)을 통한 후 냉(冷)수소수를 제공하거나, 순간히팅장치(401)을 통한후 온(溫) 수소수를 직접 음용하거나, 원수(100)를 증류수나 역삼투막분리의 투과수로 사용할 경우 유익한 미네랄을 보충하기 위해 황토, 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 철, 아연, 망간, 실리카 중 어느 하나로 이루어진 미네랄을 용출하는 광석 또는 맥반석을 볼 형태나 판 형태로 가공하여 원통형 용기에 충진한 미네랄 용출장치(403)을 거친 후 냉수 수소수 또는 온수 수소수를 음용 가능케 하거나 미네랄용출장치(403)를 생략하고 냉수소수 또는 온수소수를 중공사형 정밀여과 또는 한외여과막으로 된 막여과기(404)로 여과된 냉수소수 또는 온수소수를 음용하는 정수기부로 구성되며 음용을 하지 않을 경우 용존수소가스에 의해 배관내부의 수압상승으로 인한 안전성 문제를 해결하기 위해 자동으로 수압을 조절되는 자동가스벤트(405)를 설치한다.
도5에 도시된 전원공급부(501)는 양극과 음극전극이 물속에서 구동하기 위한 직류전원을 공급하고 콘트롤부(502)의 인쇄회로기판(PCB)에 전류를 인가하여 구동을 하도록 한다. 전원변환부(504)에서는 물속의 전극(양극, 음극)에 변환된 직류전원을 공급함에 있어 수온을 고려한 전해질(총고형성 용해물질)을 감지부 (506)에서 양극 및 음극 전극사이에 흐르는 전류를 측정하여 전기분해시의 임피던스를 콘트롤부(502)로 보낸다.
상기 콘트롤부(502)는 임피던스의 검출신호를 전원변환부(504)에서 제어신호로 변환하여 양극과 음극 전극에 공급을 하여 수질에 따라 전극에 생기는 금속성 스케일의 형성을 방지하기 위하여 양극과 음극전극에 직류전원의 플러스(+)극성과 마이너스(-)극성을 주기적으로 변환하게 되는데 극성이 변환하는 시간에는 양극전극과 음극전극 사이에 프로그램 입력부(503)를 통하여 일정시간 전원공급이 차단하게 한다.
즉 양극전극과 음극전극이 수질과 수온에 의해 전원변환부(504)에서 인가되는 직류전원의 극성이 주기적으로 변환하므로서 물속의 전해질(총용해성고형물질)로 인한 스케일을 억제하게 되며 미리 각종 수질에 대하여 전기분해한 용존수소농도를 기준으로 프로그램 입력부(503)에 입력하여 실제로 물을 전기분해할 때의 구동시간을 자동으로 증감을 하게 한다.
또한 전극부(505)에 용존 수소농도를 측정하는 센서(Sensor)를 부착하거나
연구시험에 의한 물의 전해질 농도에 따른 용존수소농도를 측정 및 분석한 값을 프로그램입력부(503)을 통하여 콘트롤부(502)에서 표시부(507)로 보내면 용존수소 센서가 없어도 아나로그 또는 디지털방식으로 표시되게 하고 음용부(508)에서 배관속 물의 온도를 감지하는 센서를 설치하여 감지부(506)와 콘트롤부(502)을 통하여 표시부(507)를 통하여 음용시 수온 확인이 가능하다.
도6은 본 발명은 기존의 고분자전해질막을 사용시 유해성물질 (잔류염소, 오존등)을 제거하기 위한 휴대용 수소수생성장치에 대한 예시도로서, 도6은 휴대용물통에 적용한 하나의 실시 예이다.
본 발명의 융합 전기분해조(1000)는 연수, 역삼투막 투과수(RO 수) 및 100㎲/㎝미만의 전도도를 갖도록 낮은 농도의 전해질이 함유된 시판 생수 등의 원수를 유리나 환경호르몬과 같은 유해물질이 검출되지 않는 플라스틱용기에 넣고 고분자전해질막의 전기분해방식으로 수소와 산소를 분리하여 수소를 원수에 용해하게 하고 산소는 배출할 때 잔류염소나 오존등과 같은 유해물질이 고분자전해질 막을 가스형태로 투과하여 수소수에 용해된 것을 제거하기 위해 비타민씨나 활성탄(입상, 구형), 아황산 칼슘, 토르말린, 일라이트, 실리카 중 어느 하나로 이루어진 광물에 열을 가해 만든 비금속 무기재료를 볼형상, 판형상, 원통형 등으로 1개 또는 그 이상을 용기 중앙에 설치하여 물속에 잠기도록 한 휴대용 수소수생성기(600)에 적용할 수 있다.
본 발명에서 실시되는 휴대용수소수 생성기(600)는 수소수 생성장치를 중형 혼용 무격막 전기분해조(2000) 또는 이중형 혼용고분자 전해질막 전기분해조(3000)를 선택하여 적용할 수 있다.
상기 휴대용수소 생성기(600)는 상부에 캡(601), 미들캡(602), 필터(603), 용기(604), 이중형 혼용 무격막 전기분해조(2000) 또는 이중형 혼용고분자 전해질막 전기분해조(3000)로 이루어지는 전극판, 스위치(606), 배터리가 구비된 PCB기판(607), 가스 및 응축수 배출구(608)로 구성된다.
또한 상기 필터(603)내에는 세라믹볼이 충진되어 생성된 수소수에 원적외선 물질이 함유되도록하여 기능성 수소수가 형성되도록 한다.
상기 세라믹볼은 수소수의 이취를 제거하는 역할을 동반한다.
또한 본 발명은 기존의 고분자전해질막을 이용한 전기분해에서 문제가 되는 전극표면에 스케일발생과 유해가스가 수소수로 용해를 방지하기 위한 방법으로 원수를 시판 생수, 정수로 한정하여 재질이 플라스틱(tritan), 강화유리, 또는 내약품성 및 내온성 고분자물질로 코팅된 스텐레스스틸로 된 200∼1,000㎖의 전기분해 용기에 넣고 용기 안쪽 바닥면에 0.1∼3㎜의 두께의 원형, 사각형, 오메가(Ω)형, 망형태의 판으로 제작된 전극의 재질이 티타늄에 백금 도금된 한쌍의 전극을 음극(-)으로 설치하고 망형, 판형, 사각형 또는 원형으로 된 0.1∼3㎜두께의 양이온 또는 음이온 고분자 전해질막을 설치에 이어 0.1∼3㎜의 두께의 원형,사각형, 오메가(Ω)형, 망형태의 판으로 제작된 전극의 재질이 티타늄에 백금 도금된 한쌍의 전극을 양극(+)으로 설치하고 전원을 DC 5~24V, 0.5∼3A을 인가하거나 전기분해용기 하부에 충전용 내장 밧데리 (3.0~12V, 1100mAh∼1300mAh)를 통하여 1회에 1~5분간 작동을 하도록 하고 이때 작동상태는 LED램프 색상으로 전기분해 진행상태를 알수 있게 하고 양극(+)에서 전기분해시 발생되는 산소(O2), 응축수, 오존(O3)또는 잔류염소(Cl2)등의 물질이 전기분해용기와 인쇄회로 기판(pcb) 및 밧데리등이 내장 결합된 별도의 수소수생성장치의 하부로 형성된 지름 0.1∼5㎜의 통공을 1개 또는 그 이상을 설치하고 수소수의 물맛을 향상하기 위하여 세라믹볼 (미네랄이 용출하는 백반석, 토르말린, 황토, 활성탄, 아황산 칼슘, 일라이트등을 구형, 판형, 입자상형등으로 1개 또는 그 이상으로 구성)을 케이스화 하여 전기분해용기 위에 잠근 형태의 미들 뚜껑을 설치하여 물속에 잠기도록 하는 방법과 전기분해용기가 수소생성장치부위와 분리(탈착)가 가능토록하여 전기분해용기 대신 시판생수 용기를 수소생성장치위에 장착하여 수소수를 제공하는 것을 특징으로 한다.
100:원수 전처리부 101:원수
102:스크린 필터 103:저장조
104:펌프 105:복합필터
106:전처리필터 107:초음파 진동자
108:후처리 필터 1000:융합 전기분해조
2000:이중형 혼용 무격막 전기 분해조
3000:이중형 혼용고분자전해질막전기분해조
400: 냉온수 수소처리부 401:순간히팅장치
402:순간냉각장치 403:미네랄용출장치
404:막여과기 405:자동가스벤트
10:+전극판(티타늄+백금) 20:-적극판(티타늄+백금)
30:절연체(고분자 전해질막)
501:전원공급부 502:컨트롤부
503:입력부 504:전원변환부
505:전극부 506:감지부
507:표시부 508:음용부
600:휴대용수소수생성기 601:캡
602:미들캡 603:필터
604:용기 606:스위치
607:PCB기판 608:배출구

Claims (11)

  1. 원수(101)를 스크린 필터(102)을 경유 또는 직접 저장조(103), 펌프(104), 복합필터(105)를 거처 융합 전기분해조(1000)로 공급하거나, 또는 원수를 전처리필터(106)을 통과후 융합 전기분해조(1000)로 보내거나, 원수(101)을 곧 바로 융합 전기분해조(1000)로 공급할 수 있도록 된 원수 전처리부(100)를 포함하는 전기분해를 통한 수소의 다목적 용도로 이용 가능한 전기분해장치에 있어서,
    상기 원수 전처리부(100)로부터 공급 받은 원수(101)를 수소수로 생성할 수 있도록 이중형 혼용 무격막 전기분해조(2000) 및 이중형 혼용고분자 전해질막 전기분해조(3000)로 이루어진 융합 전기분해조(1000)와;
    상기 원수 전처리부(100)는 세라믹이나 모래, 분말 또는 입상형태의 무연탄 및 분말, 섬유상 또는 입상형태의 활성탄필터 표면을 부직포로 외장 마감한 것을 1개 또는 복수로 구성한 필터로 병렬 또는 직렬로 설치한 복합필터(105)와;
    상기 융합 전기분해조(1000)에서 생성된 수소수의 물분자 집단크기(Cluster)를 작게 하여 수소수를 직접 음용할 때 몸에 흡수력을 높일 수 있도록, 원수로 부터 생성된 수소수에 파동을 가하는 초음파진동자(107)와:
    상기 초음파 진동자(107)를 거친 수소수를 초음파진동자(107)와 후처리필터(108)를 순차적으로 통과시켜 냉수 또는 온수로 생성할 수 있도록 순간냉각장치(402) 및 순간히팅장치(401)로 이루어진 냉온수 수소처리부(400)와;
    상기 냉온수 수소처리부에서 냉수 또는 온수로 생성된 수소수를 미네랄 용출장치(403), 막여과기(404) 및 자동가스벤트(405):를 통과하도록 구성된 것을 특징으로 하는 융합형 전기분해를 통한 수소의 다목적 용도로 이용 가능한 전기분해장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이중형 혼용무격막 전기분해조(2000)는 전기분해를 위해 용기 안쪽 바닥면에서 0.05∼3mm의 높이에 원형 또는 망형상 형태의 판으로 이루어지고, 전극의 재질이 티타늄에 백금 도금된 1개 또는 한쌍의 음극(-극)을 설치하고,
    절연성이 있는 두께가 10mm이하인 부직포, 폴리테트라플루오로에틸렌 (polytetrafluoroethlene)을 팽창시킨 방수재질이나 또는 유사한 소수성 고분자물질로 된 망형상 또는 판형상을 설치하고 이어서 음극(-)에 사용하는 것과 동일한 원형 또는 망형상 형태의 판으로 제작된 전극의 재질이 티타늄에 백금도금 된 1개 또는 복수 양극(+극)을 설치한 것을 특징으로 하는 융합형 전기분해를 통한 수소의 다목적 용도로 이용 가능한 전기분해장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 융합 전기분해조(1000)는 음극(-) 밑에 양이온 또는 음이온 고분자 전해질막 설치에 이어 수분함량에 5%이하인 다공성의 분말, 입상 또는 섬유상의 활성탄(Activated Carbon)을 한가지 또는 복수로 혼합한 후 열가소성 소재인 구형 폴리에틸렌(PE) 또는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)수지계열의 Binder를 정밀하게 압축 혼합하여 두께가 0.05~10mm로 한 시트, 판, 망 형상 중 어느 하나로 형성된 활성탄 블록을 양극(+극)으로 조합한 이중 혼용 전기분해방식으로 수소수생성기, 냉온수소정수기, 샤워, 세안, 비데, 과일, 야채세척기, 주방용세척기의 세정수로 선택 사용할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 융합형 전기분해를 통한 수소의 다목적 용도로 이용 가능한 전기분해장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수소수를 제조하는 융합 전기분해조(1000)는 고정 또는 분리 가능하도록 하여 단독으로 사용을 할 경우 용기 외측 하부, 상부 또는 측면에 독자적으로 전기분해가 가능한 전원을 공급하는 콘트롤러 기능을 설치하며 상기 전원은 전극에 전류를 양극과 음극에 인가하는 방법으로 내장 또는 외장된 아답터, 충전이 가능한 내장 밧데리 또는 거치대를 구비하여 무선으로 작동 및 충전이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 융합형 전기분해를 통한 수소의 다목적 용도로 이용 가능한 전기분해장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 미네랄 용출장치(403)는 황토, 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 철, 아연, 망간, 실리카 중 어느 하나로 이루어진 광석 또는 맥반석을 볼형태나 판형태로 가공하여 원통형 용기에 충진한 미네랄 용출장치와 중공사형의 정밀여과 또는 한외여과막으로된 막여과기를 순차적으로 거치거나 또는 한 개만을 거치는 냉수소수 또는 온수소수를 음용할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 융합형 전기분해를 통한 수소의 다목적 용도로 이용 가능한 전기분해장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 융합 전기분해조(1000)는 100㎲/㎝ 미만의 전도도를 갖도록 낮은 농도의 전해질이 함유된 원수를 플라스틱용기에 넣고 고분자전해질막의 전기분해방식으로 수소와 산소를 분리하여 수소를 원수에 용해하게 하고 산소는 배출할 때 잔류염소나 오존의 유해물질이 고분자전해질 막을 가스형태로 투과하여 수소수에 용해된 것을 제거하기 위해 비타민씨, 활성탄, 아황산 칼슘, 토르말린, 일라이트, 실리카 중 어느 하나로 이루어진 광물에 열을 가해 만든 비금속 무기재료를 볼 형상, 판 형상 또는 원통형으로 1개 또는 2개 이상으로 구성하여 물속에 잠기도록 한 휴대용 수소수생성기(600)를 특징으로 하는 융합형 전기분해를 통한 수소의 다목적 용도로 이용 가능한 전기분해장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 휴대용수소수 생성기(600)는 상부에 캡(601), 미들캡(602), 필터(603), 용기(604), 이중형 혼용 무격막전기분해조(2000) 또는 이중형 혼용고분자 전해질막 전기분해조(3000)로 이루어지는 전극판, 스위치(606), 배터리가 구비된 PCB기판(607), 가스 및 응축수 배출구(608)로 이루어지고,
    상기 필터(603)내에는 세라믹볼이 충진된 수소수 생성 휴대용 물통을 포함하는 융합형 전기분해를 통한 수소의 다목적 용도로 이용 가능한 전기분해장치.
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