KR102003373B1 - 직물전극을 이용한 탈염 모듈장치 - Google Patents

직물전극을 이용한 탈염 모듈장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외력이 가해지면 형태가 변형되는 직물전극 셀을 적용한 탈염 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상부몸체와 하부몸체를 포함하되 상기 상부몸체와 상기 하부몸체 둘레 사이가 밀폐되고 유입구와 배출구가 형성되는 본체와, 상기 본체의 내부에 배치되되 상기 상부몸체의 저면에 인접하여 배치되고 외력이 가해지면 형태가 변형되는 제1직물전극과, 상기 본체의 내부에 배치되되 상기 하부몸체의 상면에 인접하여 배치되고 외력이 가해지면 형태가 변형되는 제2직물전극과, 상기 제1직물전극과 상기 제2직물전극 사이에 배치되고 외력이 가해지면 형태가 변형되는 스페이서 및 상기 제1직물전극과 상기 제2직물전극과 각각 전기적으로 연결되고 일단은 상기 본체의 내부에 배치되며 타단은 상기 본체의 외부로 돌출되는 단자부를 포함하되, 상기 유입구로 수용액을 주입하면 상기 스페이서의 방사상으로 주입되고, 상기 단자부에 전기를 인가하면 주입된 수용액에 포함된 음이온 및 양이온이 분리되며, 분리된 음이온 및 양이온이 상기 제1직물전극 및 상기 제2직물전극에 흡착되고, 수용액으로부터 음이온 및 양이온이 탈리된 처리수가 상기 배출구를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 직물전극을 이용한 탈염 모듈장치에 의해 달성된다. 이에 따라, 전극이 휘어져 찢어지거나 파손되는 것을 방지할 수 있고, 크기를 축소할 수 있으면서 단위시간당 더욱 많은 수용액을 탈염할 수 있으며, 다양한 형태로 제작할 수 있다.

Description

직물전극을 이용한 탈염 모듈장치{Desalination module apparatus using a fabric electrode}
본 발명은 외력이 가해지면 형태가 변형되는 직물전극을 이용한 탈염 모듈장치에 관한 것이다.
전기용량적 탈이온(capacitive deionization, 이하 CDI라 칭한다) 공정은 두 개의 다공성 탄소전극에 적절한 전압을 인가하고 그 사이로 이온들이 함유된 물을 흘려줌으로써, 양이온은 음극에, 음이온은 양극에 흡착되어 이온들이 서로 분리된다.
탄소전극에 양이온과 음이온이 포화되면, 포화된 탄소전극에 반대 전압을 인가하거나 탄소전극을 서로 연결(short circuit) 해주면 흡착된 이온들이 탄소전극으로부터 탈리된다. 이러한 원리를 이용하여 용존 하는 이온을 제거한다.
선행기술을 살펴보면, CDI셀의 집전체로 사용되는 전극은 원리나 구조가 유사한 다른 에너지 저장장치와는 달리 수분에 지속적으로 노출되기 때문에 알루미늄이나 구리 등의 금속소재를 사용하기 곤란한 문제가 있다.
즉, 금속소재를 사용할 경우 수분에 지속적으로 노출되면 금속이 산화되는 문제가 있어서 사용하기 곤란하다.
따라서, CDI의 집전체로 주로 사용되는 전극은 흑연분말을 압착하고 표면을 코팅하여 제작된 그래파이트 시트를 이용한다.
그래파이트 시트는 전도성이 우수하고 수분에 산화되지 않는 특성이 있다. 하지만, 그래파이트 시트는 기계적 강도가 약하여 외력이 가해지면 연속적인 제작과정에서 쉽게 단락하는 문제가 있다. 이에 따라, 연속적으로 제작하기 어렵고, 특히 모듈 설계시 전극의 말단 또는 단자가 쉽게 찢어지거나 파손되는 문제가 발생한다.
또한, 선행기술은 전극에 서로 반대 전압을 인가할 경우 탈리된 이온이 반대편의 전극에 흡착되는 문제가 있어서 이를 반복적으로 수행해야 하는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1650137호 (공고일자 2016. 08. 24)
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전극이 휘어져 찢어지거나 파손되는 것을 방지할 수 있고, 크기를 축소할 수 있으면서 단위시간당 더욱 많은 수용액을 탈염할 수 있으며, 다양한 형태로 제작할 수 있는 직물전극을 이용한 탈염 모듈장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 이온이 포화된 전극에 반대 전압을 인가하더라도 이온이 다시 흡착되는 것을 방지할 수 있고, 수용액의 이동속도가 달라지는 것을 방지할 수 있는 직물전극을 이용한 탈염 모듈장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
상부몸체와 하부몸체를 포함하되 상기 상부몸체와 상기 하부몸체 둘레 사이가 밀폐되고 유입구와 배출구가 형성되는 본체와, 상기 본체의 내부에 배치되되 상기 상부몸체의 저면에 인접하여 배치되고 외력이 가해지면 형태가 변형되는 제1직물전극과, 상기 본체의 내부에 배치되되 상기 하부몸체의 상면에 인접하여 배치되고 외력이 가해지면 형태가 변형되는 제2직물전극과, 상기 제1직물전극과 상기 제2직물전극 사이에 배치되고 외력이 가해지면 형태가 변형되는 스페이서 및 상기 제1직물전극과 상기 제2직물전극과 각각 전기적으로 연결되고 일단은 상기 본체의 내부에 배치되며 타단은 상기 본체의 외부로 돌출되는 단자부를 포함하되, 상기 유입구로 수용액을 주입하면 상기 스페이서의 방사상으로 주입되고, 상기 단자부에 전기를 인가하면 주입된 수용액에 포함된 음이온 및 양이온이 분리되며, 분리된 음이온 및 양이온이 상기 제1직물전극 및 상기 제2직물전극에 흡착되고, 수용액으로부터 음이온 및 양이온이 탈리된 처리수가 상기 배출구를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 직물전극을 이용한 탈염 모듈장치에 의해 달성된다.
또, 상기 배출구는 본체의 중앙에 형성되고, 상기 유입구는 상기 본체의 주변에 적어도 4개가 형성될 수 있다.
또, 상기 유입구는,
상기 배출구와 반대 방향으로 형성될 수 있다.
또, 상기 제1직물전극 및 상기 제2직물전극 중 적어도 어느 하나는,
도전성 섬유로 형성되는 집전체(集電體) 및 상기 집전체의 외면에 도포되되 활성탄이 내포되고 양이온 및 음이온을 흡착하는 흡착부를 포함할 수 있다.
또, 상기 상부몸체와 상기 하부몸체는,
결합하는 면의 일 영역이 각각 굴곡지게 형성되되, 상기 제1직물전극, 상기 제2직물전극 및 상기 스페이서가 상기 굴곡에 대응하여 변형되고, 상기 제1직물전극 및 상기 제2직물전극의 표면적이 넓어짐으로써 더욱 많은 양의 음이온 및 양이온을 흡착할 수 있다.
또한, 상기 제1직물전극과 상기 스페이서 사이 또는 상기 스페이서와 상기 제2직물전극 사이 중 적어도 어느 한 곳에 배치되는 이온 교환막을 더 포함하되, 상기 이온 교환막은 상기 음이온 또는 상기 양이온 중 어느 하나만 통과시킬 수 있다.
또한, 상기 단자부와 상기 제1직물전극, 상기 단자부와 상기 제2직물전극과 각각 연결되는 단자대를 더 포함하되, 상기 단자부로 공급된 전기가 상기 단자대를 통해 상기 제1직물전극 및 상기 제2직물전극에 고르게 공급될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전극이 도전성 섬유로 형성되기 때문에 외력이 가해져도 찢어지거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 외력에 의해서 형태가 손쉽게 변형됨으로써 탈염 장치를 다양한 모양으로 제작할 수 있다.
또한, 장치의 길이를 짧게 형성하더라도 전극의 표면적을 크게 형성할 수 있어서 전극의 길이 대비 더욱 많은 양의 수용액을 탈염시킬 수 있다.
또한, 이온이 포화된 전극으로부터 이온을 탈리시키더라도 탈리된 이온이 다시 전극에 흡착되는 것을 방지할 수 있어서 이온의 탈리 과정을 신속하게 수행할 수 있다.
또한, 유입구와 배출구의 방향을 서로 반대방향으로 형성함으로써, 다수의 제1직물전극 및 다수의 제2직물전극을 적층 하더라도 층층마다 수용액의 유속이 달라지는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 양이온 및 음이온을 골고루 흡착시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 직물전극을 이용한 탈염 모듈장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 직물전극을 이용한 탈염 모듈장치의 하부를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 직물전극을 이용한 탈염 모듈장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 직물전극을 이용한 탈염 모듈장치에서 상부몸체의 저면을 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 직물전극을 이용한 탈염 모듈장치를 개략적으로 나타낸 평면도.
도 6은 도 5의 VI-VI선 단면도.
도 7은 도 5의 VII-VII선 단면도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 직물전극을 이용한 탈염 모듈장치에서 제1직물전극 및 제2직물전극을 다수로 적층한 상태를 개략적으로 나타낸 측단면도.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 직물전극을 이용한 탈염 모듈장치는, 본체(1), 제1직물전극(2), 제2직물전극(3), 스페이서(4), 이온 교환막(5), 단자부(6), 단자대(7) 및 격막(8)을 포함한다.
본체(1)는, 후술할 제1직물전극(2), 제2직물전극(3), 스페이서(4), 이온 교환막(5), 단자부(6) 및 단자대(7)를 수용하는 것으로, 상부몸체(11), 하부몸체(12) 및 개스킷(13)을 포함한다. 여기에, 격막(8)을 더 포함할 수 있다.
상부몸체(11)는, 대략 직육면체로, 저면 중앙의 일 영역에는 돌출된 제1굴곡면(113)이 형성되고, 제1굴곡면(113)의 주변에 복수의 제1결합공(114)이 상단에서 하단으로 관통되어 형성된다.
또한, 상부몸체(11)는 볼트 및 너트에 의해서 후술할 하부몸체(12)와 결합하고, 중앙에 배출구(112)가 상단에서 하단으로 관통되어 형성된다. 이때, 배출구(112)는 배관(미도시)이 결합하도록 암나사가 형성된다.
또한, 상부몸체(11)는 양측 상면에 단자구멍(115)이 상단에서 하단으로 관통되어 형성되되 제1굴곡면(113)의 양쪽에 한 쌍씩 배치되어 형성된다. 이때, 단자구멍(115)은 패킹(P)이 삽입되도록 상단 및 하단이 외측으로 확장되어 단차져 형성된다.
하부몸체(12)는, 대략 직육면체로, 상부몸체(11)에 대응하며, 상면 중앙의 일 영역에는 제1굴곡면(113)에 대응하는 제2굴곡면(121)이 형성되고, 제1굴곡면(113)의 주변에 제1결합공(114)에 대응하는 제2결합공(122)이 상단에서 하단으로 관통되어 형성된다.
또한, 하부몸체(12)는, 상면에 단자구멍(115)의 위치에 대응하는 고정홈(123)이 형성되되 단자부(6)의 하부에 대응하는 모양으로 형성되며, 상부몸체(11)와 결합한다.
또한, 하부몸체(12)는, 저면에 4개의 유입구(111)가 상단에서 하단으로 관통되되, 배출구(112)를 중심으로 십자모양으로 배치된다. 이때, 유입구(111)는 배관(미도시)이 결합하도록 암나사가 형성되고, 후술할 제1직물전극(2) 둘레에 배치된다. 이에 따른 설명은 후술한다.
개스킷(13)은, 상부몸체(11)와 하부몸체(12) 사이를 밀폐하고 상부몸체(11)와 하부몸체(12) 사이에 공간을 형성하는 것으로, 대략 테두리 모양으로 형성되되 제1결합공(114)에 대응하는 구멍이 형성된다.
또한, 개스킷(13)은 합성수지, 고무 또는 실리콘 등으로 형성되고, 상부몸체(11)와 하부몸체(12) 사이에 배치되며, 상부몸체(11) 및 하부몸체(12)와 밀착된다.
이에 따라, 개스킷(13)에 의해서 상부몸체(11) 및 하부몸체(12) 사이 둘레는 밀폐된다.
제1직물전극(2)은, 수용액에 포함된 음이온을 흡착하는 것으로, 대략 직육면체의 시트형태로 형성되되 외력에 의해 형태가 변형되고, 제1굴곡면(113)에 밀착되며, 집전체(21) 및 흡착부(22)를 포함한다.
집전체(21)는, 대략 도전성 섬유로 형성되고, 어느 한쪽에 단자구멍(115)에 대응하는 구멍이 형성되며, 중앙에 상부몸체(11)의 배출구(112)에 대응하는 배출공(23)이 형성된다.
흡착부(22)는, 대략 흑연 또는 활성탄 등을 집전체(21)에 압착하여 표면을 코팅하되 집전체(21)의 구멍이 있는 일 영역을 제외한 나머지 영역에 코팅된다.
여기서, 제1직물전극(2)은 후술할 제1전극봉(61)에 끼워진다.
이에 따라, 제1전극봉(61)에 (+)전류가 인가되면 인가된 전류가 제1직물전극(2)로 전달된다.
제2직물전극(3)은, 수용액에 포함된 양이온을 흡착하는 것으로, 대략 직육면체의 시트형태로 형성되되 외력에 의해 형태가 변형되고, 제2굴곡면(121)에 밀착된다.
여기서, 제2직물전극(3)은 후술할 제2전극봉(62)에 끼워진다.
이에 따라, 제2전극봉(62)에 (-)전류가 인가되면 인가된 전류가 제2직물전극(3)로 전달된다.
여기서, 제2직물전극(3)은 상술한 제1직물전극(2)에 대응하되 배출공(23)을 제외한 나머지 부분은 동일하게 형성되는바 상세한 설명은 생략한다.
스페이서(4)는, 수용액이 지나가는 통로 역할로, 대략 부직포 또는 스펀지 등과 같이 물이 통과하는 재질로 형성되되 직육면체의 패드 형태로 형성되며, 외력에 의해 형태가 변형된다.
또한, 스페이서(4)는 양쪽에 단자구멍(115)에 대응하는 구멍이 형성되며, 제1직물전극(2)과 제2직물전극(3) 사이에 배치되되 후술할 제1전극봉(61) 및 제2전극봉(62)에 끼워진다.
이온 교환막(5)은, 이온을 선택적으로 통과시키는 것으로, 음이온교환막(51) 및 양이온교환막(52)을 포함한다.
음이온교환막(51)은, 시트형태로 음이온만 통과시키고, 양쪽에 단자구멍(115)에 대응하는 구멍이 형성되며, 제1직물전극(2)과 스페이서(4) 사이에 배치되되 후술할 제1전극봉(61) 및 제2전극봉(62)에 끼워진다.
양이온교환막(52)은, 시트형태로 양이온만 통과시키고, 양쪽에 단자구멍(115)에 대응하는 구멍이 형성되며, 제2직물전극(3)과 스페이서(4) 사이에 배치되되 후술할 제1전극봉(61) 및 제2전극봉(62)에 끼워진다.
여기서, 이온 교환막(5)은 주지 또는 공지된 기술로 형성되는바 상세한 설명은 생략하기로 한다.
단자부(6)는, 제1직물전극(2) 및 제2직물전극(3)에 전류를 공급하는 것으로, 전기전도성이 높고 물에 대한 내산화성이 높은 SUS(Steel Use Stainless) 등의 재질로 형성되며, 제1전극봉(61) 및 제2전극봉(62)을 포함한다.
제1전극봉(61)은, 한 쌍이 마련되고, 하단의 헤드 부분이 하부몸체(12)의 좌측에 형성된 고정홈(123)에 각각 끼워져 구속되며, 상단은 수나사가 형성되되 상부몸체(11)의 좌측에 형성된 단자구멍(115)을 관통하여 돌출된다.
제2전극봉(62)은, 한 쌍이 마련되고, 하단의 헤드 부분이 하부몸체(12)의 우측에 형성된 고정홈(123)에 각각 끼워져 구속되며, 상단은 수나사가 형성되되 상부몸체(11)의 우측에 형성된 단자구멍(115)을 관통하여 돌출된다.
단자대(7)는, 집전체(21)에 전류를 고르게 인가시키는 것으로, 대략 기다란 바(bar) 형태로 형성되고 한 쌍이 마련된다.
또한, 단자대(7)는 전기전도성이 높고 물에 대한 내산화성이 높은 SUS(Steel Use Stainless) 등의 재질로 형성되며, 단자구멍(115)에 대응하는 구멍이 형성된다.
또한, 단자대(7)는 한 쌍 중 하나는 상부몸체(11)와 제1직물전극(2) 사이에 배치되어 제1직물전극(2)과 밀착되고 제1전극봉(61)에 끼워지며, 또 하나는 제2직물전극(3)과 하부몸체(12) 사이에 배치되어 제2직물전극(3)과 밀착되고 제2전극봉(62)에 끼워진다.
이에 따라, 제1전극봉(61)에 인가되는 전류는 좌측에 배치된 단자대(7)를 통해서 제1직물전극(2)로 고르게 전달되고, 제2전극봉(62)에 인가되는 전류는 우측에 배치된 단자대(7)를 통해서 제2직물전극(3)로 고르게 전달된다.
고정홈(123)에 제1전극봉(61) 및 제2전극봉(62)을 삽입한 상태에서 제2전극봉(62)에 단자대(7)를 끼운 후 제2직물전극(3)을 제2전극봉(62)에 끼운다.
이후, 양이온교환막(52), 스페이서(4) 및 음이온교환막(51)을 차례대로 제1전극봉(61) 및 제2전극봉(62)에 끼운다.
음이온교환막(51)을 끼운 후에는 제1직물전극(2)을 제1전극봉(61)에 끼우고, 제1전극봉(61)에 단자대(7)를 끼운다.
이후 하부몸체(12)의 상면에 개스킷(13)을 배치한 후 상부몸체(11)를 덮고 볼트 및 너트로 상부몸체(11)와 하부몸체(12)를 결합한다. 이때, 상부몸체(11)의 단자구멍(115)에는 패킹(P)이 각각 설치된 상태에서 하부몸체(12)와 결합한다.
여기서, 상부몸체(11)와 하부몸체(12)가 결합하면, 제1직물전극(2), 제2직물전극(3), 음이온교환막(51), 양이온교환막(52) 및 스페이서(4)가 제1굴곡면(113) 및 제2굴곡면(121)에 대응하는 모양으로 변형되고, 개스킷(13)에 의해서 상부몸체(11)와 하부몸체(12) 사이는 밀폐된다.
상부몸체(11)와 하부몸체(12)가 결합한 후에는 제1전극봉(61) 및 제2전극봉(62)이 상부몸체(11)의 외부로 돌출하고, 돌출된 제1전극봉(61) 및 제2전극봉(62)에 와셔를 각각 끼운 후 너트로 체결한다. 이에 따라, 패킹(P)에 의해서 단자구멍(115)은 밀폐되고, 각각의 단자대(7)는 제1직물전극(2) 및 제2직물전극(3)과 밀착된다.
또한, 스페이서(4)의 둘레에는 통로(W)가 형성된다. 즉, 상부몸체(11)와 하부몸체(12)가 이격되고, 개스킷(13)과 제1직물전극(2), 스페이서(4), 이온 교환막(5) 및 제2직물전극(3) 사이가 이격됨으로써, 스페이서(4) 및 유입구(111)와 연결되는 통로(W)가 형성된다. 이로 인해, 유입구(111)로 수용액이 주입되면 통로(W)를 통해 스페이서(4)의 방사상에서 동시에 스페이서(4)로 주입된다. 이후, 단자부(6)에 전기가 인가되면 수용액은 스페이서(4)를 통과하면서 수용액에 포함된 양이온 및 음이온이 탈리된다. 탈리된 양이온 및 음이온은 제1직물전극 및 제2직물전극으로 흡착되고 탈리된 처리수가 본체(1)의 중앙에 형성된 배출구(112)를 통해 배출된다. 따라서, 스페이서(4)의 방사상에서 수용액이 동시에 주입됨으로써, 스페이서(4)의 전 영역에서 수용액의 이동속도가 균일해지고, 스페이서(4)의 전 영역에서 수용액에 포함된 양이온과 음이온의 탈리속도 및 흡착량의 편차가 줄어든다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1직물전극(2), 스페이서(4), 이온 교환막(5), 제2직물전극(3) 및 한 쌍의 단자대(7)가 한 세트가 되고, 다수의 세트가 본체(1)의 내부에 적층 될 수 있다. 이때, 세트와 세트 사이에는 제1직물전극(2)과 제2직물전극(3)이 서로 밀착되어 간섭이 발생하는 것을 방지하도록 격막(8)이 각각 설치될 수 있다. 또한, 각 세트의 중앙에는 수용액이 상부로 이동하도록 배출구(112)에 대응하는 구멍이 형성될 수 있다.
이에 따라, 음이온 및 양이온을 더욱 신속하게 탈리시킬 수 있다. 또한, 본체(1)의 하부에서 수용액이 유입되고, 본체(1)의 상부로 배출되기 때문에 각각의 세트로 수용액의 유속편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
만약, 수용액이 본체(1)의 상부에서 유입되고 본체(1)의 상부로 배출되면, 최상층에 배치된 세트로 수용액이 가장 빨리 이동하고, 하층으로 갈수록 수용액의 이동속도가 느려진다. 이는 수용액의 배출속도 또한 마찬가지다. 즉, 유속 편차로 인해 각 세트에서 음이온 및 양이온의 탈리속도가 달라지고 흡착속도 및 흡착량 또한 달라진다. 유속이 느린 세트에서는 충분한 흡착이 이루어지지만 유속이 빠른 세트에서는 충분한 흡착이 이루어지지 않고 수용액이 배출될 수 있다. 게다가, 세트를 교체할 경우에는 양이온 및 음이온의 흡착량이 서로 달라서 한 번에 모든 세트를 교체하기 곤란하며, 한 세트씩 교체해야 하는 번거로움이 발생한다.
하지만, 본 발명은 유입구(111)가 본체(1)의 하부에 형성되고, 배출구(112)가 본체(1)의 상부 중앙에 형성됨으로써 수용액의 유속편차를 최소화할 수 있고, 이에 따라 각 세트에서 양이온 및 음이온의 탈리속도, 흡착속도 및 흡착량의 편차를 최소화할 수 있으며, 나아가 각 세트에서 골고루 양이온 및 음이온을 흡착할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 직물전극을 이용한 탈염 모듈장치의 작동상태를 설명하기로 한다.
제1전극봉(61)에 양극이 연결되고, 제2전극봉(62)에 음극이 연결된 상태에서 전원을 인가한 후 유입구(111)에 수용액을 주입한다.
유입구(111)를 통해 수용액을 주입하면, 수용액이 통로(W)를 통해서 스페이서(4)로 스며든다.
스페이서(4)로 스며든 수용액은 스페이서(4)의 중앙으로 모여서 제1직물전극(2)의 배출공(23) 및 상부몸체(11)의 배출구(112)를 통해서 배출된다.
이때, 수용액에 내포된 음이온은 음이온교환막(51)을 통과하여 제1직물전극(2)의 흡착부(22)에 흡착되고, 양이온은 양이온교환막(52)을 통과하여 제2직물전극(3)에 흡착된다.
제1직물전극(2) 및 제2직물전극(3)에 이온이 포화하여 더는 흡착이 이루어지지 않으면, 제1전극봉(61) 및 제2전극봉(62)에 반대 전압을 인가한다.
이에 따라, 제1직물전극(2)에 흡착된 음이온이 제1직물전극(2)로부터 탈리되고 탈리된 음이온은 음이온교환막(51)을 통과하여 수용액과 섞인다. 마찬가지로 탈리된 양이온은 양이온교환막(52)을 통과하여 수용액과 섞인다.
탈리된 음이온 및 양이온이 섞인 수용액은 농축수가 되어 배출구(112)를 통해 배출된다.
다시 수용액에 내포된 이온을 흡착하기 위해서 제1전극봉(61) 및 제2전극봉(62)에 반대 전압을 인가한다.
위와 같은 과정을 반복수행함으로써, 수용액에 내포된 이온을 지속적으로 흡착할 수 있다.
따라서, 본 발명은 제1직물전극, 제2직물전극, 이온 교환막 및 스페이서가 외력에 의해 변형됨으로써, 처리면적은 넓히면서 전체적인 크기는 축소할 수 있다. 또한, 집전체를 도전성 섬유로 형성함으로써, 전극이 찢어지거나 파손되는 것을 방지할 수 있고, 단위시간당 더욱 많은 수용액을 탈염할 수 있으며, 다양한 형태로 제작할 수 있다.
상술한 본 발명을 설명하는데 있어서, 그 실시 예가 상이하더라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 필요에 따라 그 설명을 생략할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 된다. 따라서 상기에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 실시 예에 대한 설명만으로도 쉽게 상기 실시 예와 동일 범주 내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있거나, 본 발명과 균등한 영역의 발명을 실시할 수 있을 것이다.
1; 본체
11; 상부몸체
111; 유입구
112; 배출구
113; 제1굴곡면
114; 제1결합공
115; 단자구멍
12; 하부몸체
121; 제2굴곡면
122; 제2결합공
123; 고정홈
13; 개스킷
2; 제1직물전극
21; 집전체
22; 흡착부
23; 배출공
3; 제2직물전극
4; 스페이서
5; 이온 교환막
51; 음이온교환막
52; 양이온교환막
6; 단자부
61; 제1전극봉
62; 제2전극봉
7; 단자대
8; 격막
P; 패킹
W; 통로

Claims (7)

  1. 상부몸체와 하부몸체를 포함하되 상기 상부몸체와 상기 하부몸체 둘레 사이가 밀폐되고 유입구와 배출구가 형성되는 본체;
    상기 본체의 내부에 배치되되 상기 상부몸체의 저면에 인접하여 배치되고 외력이 가해지면 형태가 변형되는 제1직물전극;
    상기 본체의 내부에 배치되되 상기 하부몸체의 상면에 인접하여 배치되고 외력이 가해지면 형태가 변형되는 제2직물전극;
    상기 제1직물전극과 상기 제2직물전극 사이에 배치되고 외력이 가해지면 형태가 변형되는 스페이서; 및
    상기 제1직물전극과 상기 제2직물전극과 각각 전기적으로 연결되고 일단은 상기 본체의 내부에 배치되며 타단은 상기 본체의 외부로 돌출되는 단자부;를 포함하되,
    상기 유입구로 수용액을 주입하면 상기 스페이서의 방사상으로 주입되고, 상기 단자부에 전기를 인가하면 주입된 수용액에 포함된 음이온 및 양이온이 분리되며, 분리된 음이온 및 양이온이 상기 제1직물전극 및 상기 제2직물전극에 흡착되고, 수용액으로부터 음이온 및 양이온이 탈리된 처리수가 상기 배출구를 통해 배출되며,
    상기 상부몸체와 상기 하부몸체는,
    결합하는 면의 일 영역이 각각 굴곡지게 형성되되,
    상기 제1직물전극, 상기 제2직물전극 및 상기 스페이서가 상기 굴곡에 대응하여 변형되고, 상기 제1직물전극 및 상기 제2직물전극의 표면적이 넓어짐으로써 더욱 많은 양의 음이온 및 양이온을 흡착할 수 있도록 마련되고,
    상기 단자부와 상기 제1직물전극, 상기 단자부와 상기 제2직물전극과 각각 연결되는 단자대;를 더 포함하되,
    상기 단자대는 바(bar) 형태로 마련되며 상기 단자부의 전극봉이 삽입되는 구멍이 형성되고,
    상기 단자부로 공급된 전기가 상기 단자대를 통해 상기 제1직물전극 및 상기 제2직물전극에 고르게 공급되는 것을 특징으로 하는
    직물전극을 이용한 탈염 모듈장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배출구는 본체의 중앙에 형성되고, 상기 유입구는 상기 본체의 주변에 적어도 4개가 형성되는 것을 특징으로 하는
    직물전극을 이용한 탈염 모듈장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유입구는,
    상기 배출구와 반대 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는
    직물전극을 이용한 탈염 모듈장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1직물전극 및 상기 제2직물전극 중 적어도 어느 하나는,
    도전성 섬유로 형성되는 집전체(集電體); 및
    상기 집전체의 외면에 도포되되 활성탄이 내포되고 양이온 및 음이온을 흡착하는 흡착부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    직물전극을 이용한 탈염 모듈장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1직물전극과 상기 스페이서 사이 또는 상기 스페이서와 상기 제2직물전극 사이 중 적어도 어느 한 곳에 배치되는 이온 교환막;을 더 포함하되,
    상기 이온 교환막은 상기 음이온 또는 상기 양이온 중 어느 하나만 통과시키는 것을 특징으로 하는
    직물전극을 이용한 탈염 모듈장치.
  7. 삭제
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