KR102081305B1 - Electrolytic device including multi-channel structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치에 관한 것으로, 그 목적은 양전극 또는 음전극을 절연 스페이서와 일체화시켜 전원이 인가된 전도체가 극성을 띄는 것을 방지하면서 각각의 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로를 통해 가스를 포함하는 서로 다른 유체가 분리 공급되어 필요로 하는 양전극 또는 음전극에 직접 공급될 수 있는 유로 구조를 가진 전기분해장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 구성은 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로가 구비된 절연 재질의 전극 스페이서와, 상기 전극 수납부에 수납되어 볼트로 일체로 체결되고 일측 다중유로에서 공급받은 유체를 전기분해 후 타측 다중유로로 유출하는 양전극으로 구성된 양전극 결합체와; 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로가 구비된 절연 재질의 전극 스페이서와, 상기 전극 수납부에 수납되어 볼트로 일체로 체결되고 일측 다중유로에서 공급받은 유체를 전기분해 후 타측 다중유로로 유출하는 음전극으로 구성된 음전극 결합체와; 상기 양전극과 면접촉하는 GDE(Gas Diffusion Electrode)와; 상기 GDE와 음전극 결합체 사이에 설치되는 이온 이동용 격막;을 포함하여 구성된 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치를 발명의 특징으로 한다The present invention relates to an electrolysis apparatus including a multi-channel structure, and an object thereof is to integrate a positive electrode or a negative electrode with an insulating spacer, thereby preventing the polarity of the conductor to which the power is applied, while each individual channel has a plurality of multi-channels. The present invention provides an electrolysis device having a flow path structure through which different fluids, including gases, may be separately supplied and supplied directly to a positive electrode or a negative electrode.
The configuration of the present invention is an electrode spacer of an insulating material having a plurality of individual flow paths consisting of a plurality of flow paths, and the other side of the multi-flow path after the electrolysis of the fluid received from the multi-channel by being integrally fastened by bolts and housed in the electrode housing A positive electrode assembly composed of a positive electrode flowing out to the electrode; An electrode spacer made of an insulating material having a plurality of individual channels having a plurality of channels, and a negative electrode that is stored in the electrode housing and fastened integrally with bolts and discharges the fluid supplied from one side of the multichannel after electrolysis to the other side. A negative electrode assembly configured; GDE (Gas Diffusion Electrode) in surface contact with the positive electrode; An electrolysis device including a multi-channel structure configured to include an ion transport diaphragm installed between the GDE and the negative electrode assembly is characterized by the present invention.
Description
본 발명은 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치에 관한 것으로, 자세하게는 절연 재질 스페이서와 전극을 일체화하고, 가스를 포함한 유체가 분리 공급되면서 필요로 하는 전극에 직접 공급될 수 있는 유로구조와 전극에 공급된 양극수 또는 음극수가 충분한 압력을 가진 상태에서 흐르도록 한 접촉구조와 유로구조를 가져 전기 분해 반응효율을 증진시킨 전기분해 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolysis device including a multi-channel structure, in detail, integrating an electrode with an insulating material spacer, and in a flow path structure and an electrode that can be directly supplied to the electrode required while the fluid containing gas is supplied separately. The present invention relates to an electrolysis device that has a contact structure and a flow path structure in which supplied anode water or cathode water flows under a sufficient pressure to enhance electrolysis reaction efficiency.
전기분해공정에 있어서 전해반응이 이루어지는 전기분해장치는 크게 유격막 방식과 무격막 방식으로 나뉘어지고, 다시 개방형 셀과 밀폐형 셀 방식으로 나누어진다.The electrolysis device in which the electrolysis reaction is performed in the electrolysis process is largely divided into a diaphragm method and a non-membrane method, and further divided into an open cell and a closed cell method.
일반적인 유격막 방식의 밀폐형 반응셀(에노드셀과 캐소드셀) 구조를 가지는 전기분해장치는 반응셀을 구성하는 양극과 음극 사이에 격막(멤브레인)이 설치되어 구획된 구성으로 이루어진다. 양극과 음극의 전극 형태는 보통 메쉬형 또는 타공형 전극을 사용하고, 양극과 음극 사이의 단위셀간 전압을 낮추기 위해 최대한 격막(멤브레인)에 근접하게 구성된다. 또한, 전기분해시에 발생되는 가스상 물질로 전압이 상승되는 것을 막기 위해 양극 또는 음극을 지지하는 전극판 뒤쪽으로 가스가 쉽게 빠져나갈 수 있게 공간을 구성하고 있다.The electrolytic apparatus having a closed type reaction cell (anode cell and cathode cell) structure of a general diaphragm type is formed by partitioning a membrane (membrane) between the anode and the cathode constituting the reaction cell. The electrode type of the positive electrode and the negative electrode is usually formed using a mesh-type or perforated electrode, and is configured as close as possible to the membrane (membrane) in order to lower the voltage between the unit cells between the positive electrode and the negative electrode. Also, in order to prevent the voltage from rising to the gaseous substance generated during the electrolysis, the space is configured to easily escape the gas behind the electrode plate supporting the anode or the cathode.
또한 다단으로 구성된 단위 셀의 구성을 설명하면 양측단에 설치되는 모노폴라 방식의 양극과 음극 그리고 필요한 단 수 만큼 양측단의 양극과 음극 사이에 하나 이상 다단 배열되어 설치되는 바이폴라전극이 구성된다. 다단 배열된 음극 및 양극 전극 사이에는 격막이 위치한다. In addition, the configuration of a unit cell composed of multiple stages includes a monopolar positive electrode and a negative electrode installed at both ends, and a bipolar electrode arranged in one or more stages arranged between the positive and negative electrodes at both ends as necessary. A diaphragm is positioned between the cathode and anode electrodes arranged in multiple stages.
또한 격막과 각 전극 사이에는 내부 유동장을 포함하여 공간부를 형성하는 스페이서로 구성된다. 이 스페이서는 전해조로 유입되는 전해액이 이동하는 유로를 포함하며, 전극에서 전해반응이 일어나는 격실을 형성한다. 상기 양극과 음극 그리고 바이폴라전극은 용접, 볼팅 또는 본딩 등의 방법으로 전극판에 연결되어 고정된다. It is also composed of a spacer between the diaphragm and each electrode to form a space portion including an internal flow field. The spacer includes a flow path through which the electrolyte flows into the electrolytic cell, and forms a compartment in which an electrolytic reaction occurs at the electrode. The positive electrode, the negative electrode and the bipolar electrode are connected to the electrode plate and fixed by welding, bolting or bonding.
한편, 상기한 전해액의 이동경로로 사용되는 스페이서 중 스페이서에 직접 유로를 형성하는 타입으로 홀 가공을 통해 직접 스페이서에 유로를 형성하는 기술이 있는데. 이와 같이 스페이서에 직접 유로를 형성하는 구조일 경우 실링 구조가 취약하다는 구조적인 문제점 있다.On the other hand, there is a technique of forming a flow path in the spacer directly through the hole processing as a type of forming a direct flow path in the spacer of the spacer used as the movement path of the electrolyte. As such, when the structure directly forms a flow path in the spacer, there is a structural problem that the sealing structure is weak.
또한, 스페이서에 별도 구조물을 삽입하여 다중유로를 구성하는 기술은 다중유로를 통해 전해액을 공급하여 전해 반응 효율을 높일 수 있다는 장점이 있으나 이 역시 별도 구조물의 삽입에 따른 실링 구조가 취약하다는 단점이 있다. In addition, the technique of constructing a multi-channel by inserting a separate structure in the spacer has the advantage that the electrolytic reaction efficiency can be increased by supplying the electrolyte through the multi-channel, but this also has the disadvantage that the sealing structure due to the insertion of the separate structure is weak. .
또한 종래 전기분해 장치는 금속에 전원을 공급하고 전해질이 충분할 때 양극과 음극 사이에 놓인 전도체가 극성을 띄게 되어 바이폴라 전극이 되어 반응에 참여한다는 구조적인 단점이 있다. 즉, 개별 결합체로 흘러야하는 유체가 다른 결합체의 전극을 통해 흘렀을 때, 우회되는 전류(BI-PASS)로 인한 불필요한 반응이 발생하기 때문에 전해장치의 반응효율이 저하된다는 구조적인 문제점이 있다.In addition, the conventional electrolysis device has a structural disadvantage that the conductor placed between the positive electrode and the negative electrode becomes polar and participates in the reaction when power is supplied to the metal and the electrolyte is sufficient. That is, when the fluid to flow to the individual assembly flows through the electrode of the other assembly, there is a structural problem that the reaction efficiency of the electrolytic device is lowered because unnecessary reaction occurs due to the bypass current (BI-PASS) occurs.
한편, 종래 전기분해 장치중에 반응가스를 양극수와 혼합하여 공급하여 반응시키는 전기분해 장치가 있는데, 양전극 반응셀과 접하는 스페이서 또는 격막간의 결합구조가 양전극 반응 공간과 밀착되게 설치되지 못해 충분한 압력을 제공하지 못해 반응효율이 저하된다는 구조적인 문제점이 있다.On the other hand, there is an electrolysis device in which a reaction gas is supplied and reacted with the anode water in the conventional electrolysis device, and the coupling structure between the spacer or the diaphragm contacting the positive electrode reaction cell is not installed in close contact with the positive electrode reaction space to provide sufficient pressure. There is a structural problem that the reaction efficiency is lowered.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 양전극 또는 음전극을 절연 스페이서와 일체화시켜 전원이 인가된 전도체가 극성을 띄는 것을 방지하면서 각각의 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로를 통해 가스를 포함하는 서로 다른 유체가 분리 공급되어 필요로 하는 양전극 또는 음전극에 직접 공급될 수 있는 유로 구조를 가진 전기분해장치를 제공하는데 있다. An object of the present invention for solving the above problems is to integrate the positive electrode or the negative electrode with the insulating spacer to prevent the polarity of the conductor to which the power is applied while each individual channel includes a gas through a plurality of multi-channel consisting of a plurality The present invention provides an electrolysis device having a flow path structure in which different fluids can be supplied separately and directly supplied to a positive electrode or a negative electrode.
본 발명의 다른 목적은 양전극 또는 음전극과 접한 GDE(Gas Diffusion Electrode)가 충분한 압력으로 접촉하여 반응효율을 높일 수 있도록 가압 접촉되도록 구성하면서 전극수 및 가스상의 유체가 통과하는 양전극 또는 음전극의 반응공간도 복잡한 흐름 구조를 가지도록 하여 난류를 발생시킴으로써 유체의 압력을 증가시켜 반응효율이 증대된 전기분해장치를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to compose the contact space of the positive electrode or the negative electrode through which the number of electrodes and gaseous fluids pass while the gas Diffusion Electrode (GDE) in contact with the positive electrode or the negative electrode is contacted with sufficient pressure to increase the reaction efficiency. It is to provide an electrolysis device having a flow structure to generate turbulence to increase the pressure of the fluid to increase the reaction efficiency.
본 발명의 다른 목적은 양전극과 음전극 또는 바이폴라전극을 포함한 단위 반응셀에 하나 이상의 유로제공용 중간결합체를 구비하여 2개 또는 3개 이상의 격막을 형성할 수 있는 전기분해장치를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide an electrolysis device capable of forming two or three or more diaphragms by providing one or more flow path providing intermediate bonds in a unit reaction cell including a positive electrode and a negative electrode or a bipolar electrode.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 가스를 포함한 유체의 유입 및 유출용 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로가 상하부에 분리 형성되고 일측면에 전극 수납부가 형성된 절연 재질의 전극 스페이서와, 상기 전극 수납부에 수납되어 볼트로 일체로 체결되고 일측 다중유로에서 공급받은 유체를 전기분해 후 타측 다중유로로 유출하는 양전극으로 구성된 양전극 결합체와;The present invention, which achieves the object as described above and removes the drawbacks of the prior art, is characterized in that a plurality of flow paths including a plurality of separate flow paths for inflow and outflow of fluids including gas are formed in upper and lower portions, and housed electrodes on one side. A positive electrode assembly including an additionally formed insulating electrode spacer and a positive electrode accommodated in the electrode accommodating part and integrally fastened by bolts, and configured to discharge the fluid supplied from one side of the multiple channel to the other side after electrolysis;
가스를 포함한 유체의 유입 및 유출용 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로가 상하부에 분리 형성되고 양전극과 마주보는 일측면에 전극 수납부가 형성된 절연 재질의 전극 스페이서와, 상기 전극 수납부에 수납되어 볼트로 일체로 체결되고 일측 다중유로에서 공급받은 유체를 전기분해 후 타측 다중유로로 유출하는 음전극으로 구성된 음전극 결합체와;Multi-channels consisting of a plurality of separate flow paths for inflow and outflow of fluids including gas are formed in the upper and lower portions, and an electrode spacer of an insulating material having an electrode accommodating portion formed on one side facing the two electrodes, and stored in the electrode accommodating portion with a bolt. A negative electrode assembly composed of a negative electrode which is integrally fastened and discharges the fluid supplied from one side of the multi-channel into the other side after the electrolysis;
상기 양전극과 면접촉하는 GDE(Gas Diffusion Electrode)와;GDE (Gas Diffusion Electrode) in surface contact with the positive electrode;
상기 GDE와 음전극 결합체 사이에 설치되는 이온 이동용 격막;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치를 제공함으로써 달성된다.It is achieved by providing an electrolysis device comprising a multi-channel structure, characterized in that it comprises a ;; a membrane for ion transport is installed between the GDE and the negative electrode assembly.
바람직한 실시예로, 상기 양전극 결합체의 외측에 접촉하는 유체 유입구 및 유체 유출구가 상하부에 유체별로 분리 형성된 전면 커버와, 상기 음전극 결합체 외측에 접촉하는 후면커버를 포함하고, 상기 전면 커버와 후면 커버간을 볼트 체결하여 가압 조립한 상태에서 모든 유체는 전면커버의 하부 유입노즐을 통해 하부 다중유로로 공급하고 반응된 유체는 상부 다중유로를 통해 상부 유출노즐로 유출되도록 구성할 수 있다.In a preferred embodiment, the fluid inlet and the fluid outlet in contact with the outside of the positive electrode assembly includes a front cover formed in the upper and lower portions for each fluid, and a rear cover in contact with the outside of the negative electrode assembly, between the front cover and the rear cover In the assembled state by pressing the bolts can be configured to supply all the fluid to the lower multi-path through the lower inlet nozzle of the front cover and the reacted fluid can be discharged to the upper outlet nozzle through the upper multi-channel.
바람직한 실시예로, 상기 음전극 결합체와 격막 사이에 다중유로가 형성된 절연재질 전극 스페이서에 양전극과 음전극이 결합된 바이폴라 결합체를 포함하여 구성하고, 음전극 결합체와 바이폴라 결합체 사이에는 바이폴라 결합체의 일측면 양전극과 접하는 GDE와 격막을 더 포함하여 구성할 수 있다.In a preferred embodiment, a positive electrode and a negative electrode are coupled to the insulating electrode spacer having a multi-channel formed between the negative electrode assembly and the diaphragm, and the negative electrode assembly and the bipolar assembly are in contact with the positive electrode on one side of the bipolar assembly. It can be configured to further include GDEs and diaphragms.
바람직한 실시예로, 상기 절연재질 전극 스페이서의 상부와 하부에 형성된 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로는 각각 4개의 개별유로로 구성되어 가스, 양극수, 전해액 및 음극수가 구분되어 흐르도록 구성할 수 있다.In a preferred embodiment, a multi-channel consisting of a plurality of individual flow paths formed on the upper and lower portions of the insulating material electrode spacer may be configured such that the gas, the anode water, the electrolyte and the cathode water flow separately. .
바람직한 실시예로, 상기 절연재질 전극 스페이서는 상부와 하부에 형성된 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로 중 선택된 어느 하나의 개별유로만 양전극 또는 음전극에 직접 유체를 공급하도록 분지유로가 각각 형성할 수 있다.In a preferred embodiment, the insulating material electrode spacer may be formed in each of the branch flow path to supply the fluid directly to the positive electrode or the negative electrode of any one of the individual flow channel selected from a plurality of individual flow paths formed of a plurality of top and bottom.
바람직한 실시예로, 상기 양전극 또는 음전극은 상부와 하부에 위치한 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로에서 분지된 분지유로와 접하는 유체 저장용 챔버가 상부 및 하부에 각각 구비되고, 사선방향으로 위치한 상하 챔버 간을 연결하는 다채널 유로가 형성되어 전기분해 반응이 일어나도록 구성할 수 있다.In a preferred embodiment, the positive electrode or the negative electrode is provided with a fluid storage chamber in contact with the branch flow channel branched in a multi-channel consisting of a plurality of individual channels located in the upper and lower, respectively, the upper and lower chamber between the upper and lower chamber The multi-channel flow path connecting the can be formed can be configured to cause the electrolysis reaction.
바람직한 실시예로, 상기 다채널 유로는 경로상에 유체의 흐름을 방해하여 난류를 발생시키는 복수개의 돌기가 일정 간격으로 배열되어 반응효율을 높이도록 구성할 수 있다.In a preferred embodiment, the multi-channel flow path may be configured to increase the reaction efficiency by arranging a plurality of protrusions for disturbing the flow of fluid on the path to generate turbulence at regular intervals.
바람직한 실시예로, 상기 양전극 또는 음전극은 상부와 하부에 형성된 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로에서 각각 분지된 분지유로와 접하는 상부 및 하부에 각 유체 저장용 챔버가 구비되고, 사선방향으로 위치한 상하 챔버 간을 다공구조 유로로 형성하여 반응효율을 높이도록 구성할 수 있다.In a preferred embodiment, the positive electrode or the negative electrode is provided with upper and lower chambers each fluid storage chamber in the upper and lower portions in contact with the branched flow path branched in each of the plurality of flow paths formed of a plurality of upper and lower channels, the upper and lower chambers located diagonally The liver may be formed as a porous structure flow path to increase the reaction efficiency.
바람직한 실시예로, 상기 절연 재질의 전극 스페이서는 비금속재로 구성할 수 있다.In a preferred embodiment, the electrode spacer of the insulating material may be composed of a non-metal material.
바람직한 실시예로, 상기 분지유로는 복수개로 구성할 수 있다.In a preferred embodiment, the branch flow path may be composed of a plurality.
바람직한 실시예로, 상기 격막과 음전극 사이에 유로제공용 중간결합체를 더 포함하여 구성하고, 음전극과 중간결합체 사이에 격막을 더 포함하여 단위 양전극과 음전극 사이에 2격막을 구성할 수 있다.In a preferred embodiment, the diaphragm may further include an intermediary for providing a flow path between the diaphragm and the negative electrode, and the diaphragm may be configured between the unit positive electrode and the negative electrode by further including a diaphragm between the negative electrode and the intermediate conjugate.
바람직한 실시예로, 상기 2격막을 구성하도록 추가된 격막과 음전극 사이에 유로제공용 중간결합체를 더 포함하여 구성하고, 새로 추가된 음전극과 중간결합체 사이에 격막을 더 포함하여 단위 양전극과 음전극 사이에 3격막을 구성할 수 있다.According to a preferred embodiment, the apparatus further includes a flow path providing intermediate body between the diaphragm and the negative electrode added to constitute the second diaphragm, and further includes a diaphragm between the newly added negative electrode and the intermediate body, between the unit positive electrode and the negative electrode. Three diaphragms can be constructed.
바람직한 실시예로, 상기 바이폴라 결합체는, In a preferred embodiment, the bipolar conjugate,
가스를 포함한 유체의 유입 및 유출용 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로가 상하부에 분리 형성되고, 개구가 형성된 양측면에 각각 전극 수납부가 형성된 절연 재질의 전극 스페이서와; An electrode spacer made of an insulating material, each of which has a plurality of flow paths including a plurality of separate flow paths for inflow and outflow of a gas including a gas, is formed at upper and lower sides thereof, and electrode housings are formed on both sides of the opening;
상기 양측 전극 수납부에 각각 수납되어 개구에 삽입된 전도체를 통해 통전되고, 양측면 전극간을 볼트로 체결하고, 일측 다중유로에서 공급받은 각각의 유체를 전기분해 후 타측 다중유로로 유출하는 각 음전극 및 양전극;으로 구성할 수 있다.Each negative electrode which is respectively stored in the two electrode receiving unit and is energized through a conductor inserted into the opening, bolts between the two side electrodes, each of the negative electrode flowing out to the other multi-channel after the electrolysis of each fluid supplied from one side multi-channel and Positive electrode; can be configured.
바람직한 실시예로, 상기 유로제공용 중간결합체는, 가스를 포함한 유체의 유입 및 유출용 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로가 상하부에 분리 형성된 절연재질 스페이서 2개가 겹쳐서 형성되고,
상기 상부와 하부에 형성된 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로 중 선택된 어느 하나의 개별유로는 겹쳐진 절연재질 스페이서 내측면간을 공유하여 직접 유체를 공급하도록 분지유로가 각각 형성되며,
상기 절연재질 스페이서는 상기 분지유로와 접하는 유체 저장용 챔버가 상부 및 하부에 각각 구비되고, 사선방향으로 위치한 상하 챔버 간을 연결하는 다채널 유로가 형성될 수 있다.
In a preferred embodiment, the flow path providing intermediate body is formed by overlapping two insulating spacers formed by separating a plurality of flow paths consisting of a plurality of separate flow paths for the inflow and outflow of fluids including gas, the upper and lower portions,
Branch flow paths are formed to directly supply fluid by sharing between the inner surfaces of the spacers overlapping one of the selected individual flow paths formed of a plurality of individual flow paths formed in the upper and lower portions,
The insulating spacer may be provided with a fluid storage chamber in contact with the branch flow path at the upper and lower portions, respectively, and a multi-channel flow path may be formed to connect the upper and lower chambers disposed in an oblique direction.
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바람직한 실시예로, 상기 절연재질 전극 스페이서의 상부와 하부에 형성된 다중유로는 각각 4개로 구성되어 가스, 양극수, 전해액 및 음극수가 구분되어 흐르도록 구성할 수 있다.In a preferred embodiment, the multiple flow paths formed on the upper and lower portions of the insulating electrode spacer may be configured to have four gas, anode water, electrolyte solution and cathode water.
바람직한 실시예로, 상기 음전극 결합체를 통해 흐르는 음극수와 가스의 혼합물이 반응하도록 음전극과 면접촉하는 GDE를 더 포함하여 구성할 수 있다.In a preferred embodiment, it may further comprise a GDE that is in surface contact with the negative electrode to react the mixture of the cathode water and the gas flowing through the negative electrode assembly.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 전기분해장치는 양전극 또는 음전극을 절연 스페이서와 일체화시켜 전원이 인가된 전도체가 극성을 띄는 것을 방지하면서 각각의 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로를 통해 가스를 포함하는 서로 다른 유체가 분리 공급되어 필요로 하는 양전극 또는 음전극에 직접 공급될 수 있는 유로 구조를 가졌다는 장점과,The electrolytic apparatus according to the present invention having the above characteristics comprises a gas through a multi-channel each of a plurality of individual channels while preventing the polarity of the conductor to which the power is applied by integrating the positive electrode or the negative electrode with the insulating spacer. Advantages of having a flow path structure in which different fluids can be supplied separately and directly supplied to a positive electrode or a negative electrode,
또한 양전극 또는 음전극과 접한 GDE(Gas Diffusion Electrode)가 충분한 압력으로 접촉하여 반응효율을 높일 수 있도록 가압 접촉되도록 구성하면서 전극수 및 가스상의 유체가 통과하는 양전극 또는 음전극의 반응공간을 다채널 또는 돌기가 형성된 다채널 또는 다공구조의 유로로 형성하여 복잡한 흐름 구조를 가지도록 하여 난류를 발생시킴으로써 유체의 압력을 증가시키고, 양극과 가스의 비표면적을 증가시키고, 편류현상을 억제함으로써 인접한 전극(GDE)의 반응효율을 증대시켰다는 장점과,In addition, GDE (Gas Diffusion Electrode) in contact with the positive electrode or the negative electrode is configured to be in pressure contact so as to contact with sufficient pressure to increase the reaction efficiency, and the reaction space of the positive electrode or the negative electrode through which the number of electrodes and the gaseous fluid pass is formed with multiple channels or protrusions. Reaction of adjacent electrodes (GDE) by increasing the pressure of the fluid, increasing the specific surface area of the anode and the gas, and suppressing the drift phenomenon by forming turbulent flow by forming a multi-channel or porous flow channel and having a complicated flow structure. The benefits of increased efficiency,
또한 양전극과 음전극 또는 바이폴라전극을 포함한 단위 반응셀에 하나 이상의 유로제공용 중간결합체를 구비하여 2개 또는 3개 이상의 격막을 형성할 수 있다는 장점과, In addition, there is an advantage in that two or three or more diaphragms can be formed by providing one or more flow path-providing intermediate binders in a unit reaction cell including a positive electrode and a negative electrode or a bipolar electrode.
또한 음전극 결합체 및 바이폴라 결합체에 흐르는 음극 및 바이폴라 음극수에 CO2가스를 주입함으로써, 혼합된 다상의 유체가 GDE 전극과 반응하여 pH를 변화시키며, 전압을 감소시킨다는 장점과,In addition, by injecting
또한 음전극에 GDE를 포함하는 구조를 제공함으로써 음전극을 통해 흐르는 음극수와 가스의 혼합물이 GDE 표면에서 증가된 전기분해 반응이 일어날 수 있다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.In addition, by providing a structure including a GDE to the negative electrode, a mixture of the cathode water and the gas flowing through the negative electrode can be used to increase the electrolysis reaction on the surface of the GDE is a useful invention that the industrial use is expected to be greatly expected .
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 각 전극 결합체의 결합 구조를 보인 단면예시도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기분해장치의 사시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기분해장치의 조립 구성을 보인 예시도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이폴라구조체를 포함한 전기분해장치의 조립 구성을 보인 예시도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이폴라구조체와 중간결합체를 포함한 전기분해장치의 조립 구성을 보인 예시도이고,
도 6은 도 5의 구성을 가진 결합구조를 단면예시도이고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 전극결합체의 사시도이고,
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 바이폴라결합체의 사시도이고,
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 중간결합체의 사시도이고,
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 다중유로에 형성된 분지유로를 보인 예시도이고,
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 다채널 유로를 보인 예시도이고,
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 다공구조의 유로를 보인 예시도이고,
도 13 내지 16은 본 발명의 한 실시예에 따른 유체공급 라인을 보인 예시도이다.1 is a cross-sectional view showing a coupling structure of each electrode assembly according to an embodiment of the present invention,
2 is a perspective view of an electrolysis device according to an embodiment of the present invention,
3 is an exemplary view showing an assembly configuration of an electrolytic apparatus according to an embodiment of the present invention,
4 is an exemplary view showing an assembly configuration of an electrolysis apparatus including a bipolar structure according to another embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view showing an assembly configuration of an electrolysis apparatus including a bipolar structure and an intermediate bond according to another embodiment of the present invention,
6 is a cross-sectional view illustrating a coupling structure having the configuration of FIG. 5,
7 is a perspective view of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention,
8 is a perspective view of a bipolar assembly according to an embodiment of the present invention,
9 is a perspective view of an intermediate assembly according to an embodiment of the present invention,
10 is an exemplary view showing a branch channel formed in a multi channel according to an embodiment of the present invention,
11 is an exemplary view showing a multi-channel flow path according to an embodiment of the present invention,
12 is an exemplary view showing a flow path of a porous structure according to an embodiment of the present invention,
13 to 16 is an exemplary view showing a fluid supply line according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, the configuration and the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 각 전극 결합체의 결합 구조를 보인 단면예시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기분해장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기분해장치의 조립 구성을 보인 예시도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이폴라구조체를 포함한 전기분해장치의 조립 구성을 보인 예시도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이폴라구조체와 중간결합체를 포함한 전기분해장치의 조립 구성을 보인 예시도이고, 도 6은 도 5의 구성을 가진 결합구조를 단면예시도이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 전극결합체의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 바이폴라결합체의 사시도이고, 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 중간결합체의 사시도이고, 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 다중유로에 형성된 분지유로를 보인 예시도이고, 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 다채널 유로를 보인 예시도이고, 도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 다공구조의 유로를 보인 예시도이다.1 is a cross-sectional view showing a coupling structure of each electrode assembly according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view of an electrolysis device according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an embodiment of the
도시된 바와 같이 본 발명의 기본 구성은 양극수를 공급받아 전기분해하여 수소(H2)를 H+와 e-을 생성시키는 산화극(Anode)인 양전극과 절연 재질의 전극 스페이서가 일체로 결합된 양전극 결합체(1)가 구비된다.As shown, the basic configuration of the present invention is that the positive electrode and the electrode spacer of the insulating material are integrally coupled to the anode (Anode) to generate the hydrogen (H 2 ) H + and e - by receiving the anode water electrolysis The
또한 음극수를 공급받아 전기분해하여 물을 수소(H2)와 OH- 이온을 생성하는 환원극(Cathode)인 음전극과 절연 재질의 전극 스페이서가 일체로 결합된 음전극 결합체(2)가 구비된다.In addition, a
또한 양전극과 접촉하여 가압하면서 공급된 가스(H2)에 의해 양전극에서 발생하는 과전압을 낮춰 전압을 강하시킴으로써 전체적인 전기분해 효율을 높여주고, 표면에서 수소를 이온화시키는 GDE(Gas Diffusion Electrode, 3)가 구비된다.In addition, GDE (Gas Diffusion Electrode, 3), which increases the overall electrolysis efficiency by lowering the voltage by lowering the overvoltage generated at the positive electrode by the supplied gas (H 2 ) while contacting and pressing the positive electrode, It is provided.
또한 양전극 또는 음전극 사이에 위치하여 선택된 이온을 전달시키도록 격막의 숫자에 따라 양이온막 또는 이온막으로 구성되는 이온 이동용 격막(membrane, 4)이 구비된다.In addition, there is provided an ion transport membrane (membrane) 4 composed of a cationic membrane or an ion membrane depending on the number of the diaphragm to be located between the positive electrode or the negative electrode to transfer the selected ions.
상기와 같이 구성된 전기분해장치는 양전극 결합체, GDE, 격막, 음전극 결합체 순으로 조립된다. GDE는 양극에 바로 맞닿게 조립되어 전류가 공급되면 전류는 GDE로 전달되며 격막은 GDE와 맞닿게 조립되어 전류 공급 시 이온의 이동을 가능하게 한다. The electrolysis apparatus configured as described above is assembled in the order of the positive electrode assembly, the GDE, the diaphragm, and the negative electrode assembly. The GDE is assembled directly to the anode, so that when current is supplied, the current is delivered to the GDE, and the diaphragm is assembled to contact the GDE to allow the movement of ions when supplying the current.
상기에서 구체적인 양극수, 음극수 및 전해액의 구성을 설명하지 않았지만 필요로 하는 양극수, 음극수 및 전해액 성분이 본 발명을 특정하는 것은 아니고, 필요로 하는 성분을 공급하여 전기분해 반응시키는 전기화학 공정은 공지의 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다,.Although the structure of the specific anode water, cathode water, and electrolyte solution has not been described above, the cathode water, cathode water, and electrolyte components required do not specify the present invention, and the electrochemical process of supplying the required components to perform electrolysis reaction. Is a well-known technique, so a detailed description thereof will be omitted.
상기와 같이 양전극 결합체, 음전극 결합체 및 바이폴라 결합체의 양전극 또는 음전극을 절연 재질 스페이서로 체결하여 일체화 구성함으로써 금속에 전원이 공급되고 전해질이 충분할 때 양극과 음극 사이에 놓인 전도체가 불필요하게 극성을 띄게 되어 바이폴라 전극이 되어 반응에 참여하는 것을 방지하게 된다.As described above, the positive or negative electrodes of the positive electrode assembly, the negative electrode assembly, and the bipolar assembly are integrally formed by insulating spacers, so that when the power is supplied to the metal and the electrolyte is sufficient, the conductor placed between the positive electrode and the negative electrode becomes unnecessarily polarized. It becomes an electrode to prevent it from participating in the reaction.
또한 개별 결합체로 흘러야하는 유체가 다른 결합체의 전극을 통해 흘렀을 때, 우회되는 전류(BI-PASS)로 인한 불필요한 반응이 발생하지 않게 된다. In addition, when the fluid to be flowed to the individual binder flows through the electrode of the other binder, unnecessary reaction due to the bypass current (BI-PASS) does not occur.
이처럼 본 발명의 전기분해장치는 양전극 결합체 및 음전극 결합체, 바이폴라 결합체는 금속의 전극과 비금속의 절연재질 스페이서로 구성하여 절연재질의 스페이를 통해 모든 유체의 이동이 가능하도록 구성하여 반응에 필요한 전류만을 전달하는 구조를 가진 것을 특징으로 한다. As described above, the electrolytic apparatus of the present invention comprises a positive electrode assembly, a negative electrode assembly, and a bipolar assembly composed of a metal electrode and a nonmetal insulating spacer so that all fluids can be moved through the insulating material spacer to transfer only a current necessary for the reaction. Characterized in having a structure to.
또한 상기와 같이 구성된 전기분해장치는 다른 실시예로 음전극 및 양전극 절연 재질의 전극 스페이서와 양측면에 양전극 및 음전극이 결합되어 통전되는 바이폴라 결합체(5)가 구비된다.In addition, the electrolysis device configured as described above is provided with an electrode spacer made of a negative electrode and a positive electrode insulating material and a
또한 상기와 같이 구성된 전기분해장치는 다른 실시예로 격막을 다중 격막으로 형성하기 위해 유체를 공급하는 2개의 얇은 스페이서가 상부와 하부쪽에 하나의 유체 공급용 유로를 구성하는 유로제공용 중간결합체(6)가 구성된다.In addition, the electrolysis device configured as described above is another embodiment of the flow passage providing intermediate body in which two thin spacers for supplying fluid to form a diaphragm into multiple diaphragms constitute one fluid supply flow path at an upper side and a lower side thereof. ) Is configured.
또한 상기와 같이 구성된 전기분해장치는 다른 실시예로 상기 GDE(Gas Diffusion Electrode, 3)가 양전극 뿐만 아니라 음전극 결합체의 음전극과 맞닿아 가압접촉하도록 구성하여 음전극 결합체를 통해 흐르는 음극수와 가스의 혼합물이 GDE 표면에서 반응이 일어날 수 있도록 구비된다.In another embodiment, the electrolysis device configured as described above is configured such that GDE (Gas Diffusion Electrode) 3 is in contact with the negative electrode of the negative electrode assembly as well as the positive electrode to be in pressure contact with the mixture of cathode water and gas flowing through the negative electrode assembly. It is equipped to allow the reaction to occur on the surface of the GDE.
본 발명은 전원이 인가된 전도체가 극성을 띄는 것을 방지하기 위해 절연재질의 스페이서를 이용하여 양전극 또는 음전극과 일체로 결합시켰다.The present invention is integrally coupled with the positive electrode or the negative electrode by using an insulating spacer to prevent the polarity of the conductor to which the power is applied.
또한 스페이서의 상부와 하부에는 각각 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로를 구비하여 각각의 수소, 양극수, 음극수 및 전해액이 각각 분리되어 양전극 또는 음전극에서 공급되어 전기분해 반응을 하도록 하고, 다시 절연재질의 스페이서를 통해 직접 연결된 다중유로를 통해 유출되도록 구성하였다.In addition, the upper and lower portions of the spacer are provided with a plurality of individual flow paths, each of which has a plurality of individual flow paths, so that each of the hydrogen, the anode water, the cathode water, and the electrolyte are separated from each other and supplied from a positive electrode or a negative electrode to perform an electrolysis reaction. It was configured to flow through multiple channels connected directly through a spacer of.
구체적으로 각 구성을 설명한다. Specifically, each structure is demonstrated.
상기 양전극 결합체(1)는 가스를 포함한 유체의 유입 및 유출용 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로(111)가 상하부에 분리 형성되고 일측면에 전극 수납부(112)가 형성된 절연 재질의 전극 스페이서(11)와;The
상기 전극 수납부에 수납되어 볼트(13)로 일체로 체결되고 일측 다중유로에서 공급받은 유체를 전기분해 후 타측 다중유로로 유출하는 양전극(12)으로 구성된다.It is composed of a
상기와 같이 구성된 양극 결합체의 유체는 하부에서 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로의 좌측 양극수 유입을 위한 개별유로로 유입되어 상부에서 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로의 우측 양극수 유출을 위한 개별유로로 빠져나가게 된다.The fluid of the positive electrode assembly configured as described above flows into the individual channel for inflow of the left positive water into the multiple channel consisting of a plurality of individual channels at the bottom, and the individual channel for the right positive water outflow of the multiple channel consisting of a plurality of individual channels at the top. You will exit.
상기 음전극 결합체(2)는 가스를 포함한 유체의 유입 및 유출용 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로(211)가 상하부에 분리 형성되고 양전극과 마주보는 일측면에 전극 수납부(212)가 형성된 절연 재질의 전극 스페이서(21)와;The
상기 전극 수납부에 수납되어 볼트(23)로 일체로 체결되고 일측 다중유로에서 공급받은 유체를 전기분해 후 타측 다중유로로 유출하는 음전극(22)으로 구성된다.It is composed of a
상기와 같이 구성된 음극 결합체의 유체는 하부에서 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로의 우측 음극수 유입용 개별유로로 유입되어 상부 다중유로의 좌측 음극수 유출용 개별유로로 빠져나가게 된다.The fluid of the negative electrode assembly configured as described above flows into the individual channel for the right negative water inflow of the multiple channel consisting of a plurality of individual channels at the bottom thereof and exits the individual channel for the left negative channel water outflow of the upper multi-channel.
상기 양전극결합체 및 음전극결합체를 구성하는 절연재질 전극 스페이서는 상부와 하부에 형성된 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로 중 선택된 어느 하나의 개별유로만 양전극 또는 음전극에 직접 유체를 공급하도록 분지유로(111a, 211a)가 각각 형성된다. 이때 분지유로는 복수개로 구성될 수 있다. 도면에서는 3개로 구성되지만 이와 같은 숫자가 분지유로의 개수를 한정하는 것은 아니다.Insulating material electrode spacers constituting the positive electrode assembly and the negative electrode assembly are branched
또한 상기 절연재질 전극 스페이서의 상부와 하부에 형성된 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로는 각각 4개로 구성되어 가스, 양극수, 전해액 및 음극수가 구분되어 흐르도록 구성한다.In addition, the multi-channel consisting of a plurality of individual flow paths formed on the upper and lower portions of the insulating material electrode spacer is composed of four, so that the gas, the anode water, the electrolyte and the cathode water flows separately.
또한 상기 양전극(12) 또는 음전극(22)은 상부와 하부에 위치한 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로에서 분지된 분지유로와 접하는 유체 저장용 챔버(121, 221)가 상부 및 하부에 각각 구비되고, 사선방향으로 위치한 상하 챔버 간을 연결하는 다채널 유로(122, 222)가 형성되어 전기분해 반응이 일어나도록 구성할 수 있다. 도면에서는 도시의 편의상 1채널로 도시되었지만 실제로는 2채널 또는 3채널과 같이 다채널로 구성된다. 예를 들면 후술되는 유로제공용 중간결합체를 구성하는 다채널과 같은 형상을 가진다.In addition, the
또한 상기 다채널 유로는 경로상에 유체의 흐름을 방해하여 난류를 발생시키는 복수개의 돌기(123, 223)가 일정 간격으로 배열되어 반응효율을 높이도록 구성할 수 있다.In addition, the multi-channel flow path may be configured such that a plurality of protrusions 123 and 223 for generating turbulence by disturbing the flow of the fluid on the path are arranged at regular intervals to increase the reaction efficiency.
또한 상기 양전극 또는 음전극은 상부와 하부의 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로에서 각각 분지된 분지유로와 접하는 상부 및 하부에 각 유체 저장용 챔버가 구비되고, 사선방향으로 위치한 상하 챔버 간을 다공 구조 유로(124, 224)로 형성하여 반응효율을 높이도록 구성할 수 있다.In addition, the positive electrode or the negative electrode is provided with a chamber for storing each fluid in the upper and lower portions in contact with the branch flow channel branched in each of the plurality of separate flow channels consisting of a plurality of upper and lower channels, the porous structure flow path between the vertical chamber located in the diagonal direction (124, 224) can be configured to increase the reaction efficiency.
상기 절연 재질의 전극 스페이서는 비금속재로 구성하면 충분하다.It is sufficient that the electrode spacer of the insulating material is made of a nonmetal material.
상기와 같이 구성된 본 발명의 구성은 가스를 투과하여 전기분해시 압력 및 유체의 흐름을 적절히 조절하는 것이 반응효율을 높이게 된다.In the configuration of the present invention configured as described above to properly adjust the flow of pressure and fluid during electrolysis through the gas to increase the reaction efficiency.
즉, 본 발명의 전기분해장치는 가스의 흐름을 포함하고 있기 때문에 가스유로의 난류 형성과 압력이 중요한 변수로 작용하는데 가스 유로의 형상 변경으로 유체의 복잡한 흐름(난류형성)과 압력의 증가를 유도하였다. That is, since the electrolysis device of the present invention includes a gas flow, the turbulent flow formation and the pressure of the gas flow channel act as important variables. The shape change of the gas flow path induces the complex flow of the fluid (turbulence formation) and the increase in pressure. It was.
또한 3채널의 유로에 돌기를 반복적으로 형성하여 유체의 원활한 흐름을 방해하는 구조를 포함하고 있다. 이로인해 양전극 결합체의 전극에 유입되는 가스는 전극의 3채널 유로를 통해 흐르고 각 유로의 부착된 돌기에 유체가 유입되면 유체는 돌기에 의해 거동이 변화하고 돌기 상부로 흘러가는 유체와 돌기 주변에 맴도는 유체로 구분되어 압력이 증가하며, 난류형성을 통해 인접한 GDE에 많은 양의 가스가 전달하게 된다.In addition, by repeatedly forming a projection in the channel of the three-channel includes a structure that prevents the smooth flow of the fluid. As a result, the gas flowing into the electrode of the positive electrode assembly flows through the three channel flow paths of the electrode, and when the fluid flows into the attached projections of the respective flow paths, the fluid changes its behavior by the projections and flows around the projections and the fluid flowing over the projections. The pressure is increased by being classified as a fluid, and a large amount of gas is delivered to the adjacent GDE through turbulence formation.
또한 다공구조 유로를 통해 양극과 가스의 비표면적을 증가시키고, 채널구조의 유체흐름보다 많은 난류형성을 일으키고, 편류현상을 억제하여 인접한 전극GDE의 반응효과를 높이게 된다.In addition, through the porous structure flow path, the specific surface area of the anode and the gas is increased, more turbulence is formed than the fluid flow of the channel structure, and the drift is suppressed to increase the reaction effect of the adjacent electrode GDE.
상기 양전극 결합체, GDE, 격막, 음전극 결합체 순으로 조립된 전기분해장치는 전체를 가압하여 면접촉되게 결합시키기 위해 양전극 결합체의 외측에 접촉하는 다수의 노즐로 서로 다른 유체를 유입 및 유출시키는 유체 유입구 및 유체 유출구가 상하부에 분리 형성된 전면 커버(7)와; 상기 음전극 결합체 외측에 접촉하는 후면커버(8);를 포함하여 구성된다.The electrolytic device assembled in the order of the positive electrode assembly, GDE, diaphragm, negative electrode assembly is a fluid inlet for inflow and outflow of different fluids to a plurality of nozzles in contact with the outside of the positive electrode assembly in order to press the entire surface contact; A
상기 전면커버와 후면커버간은 직접 볼트(71)로 체결되어 조립된다. 이와 같은 체결구조를 가짐으로써 그 내측에 겹치게 위치한 양전극 결합체, GDE, 격막, 음전극 결합체간은 가압되어 조립된다. 따라서 양전극 결합체, GDE, 격막, 음전극 결합체간에는 직접적인 볼트 체결로 결합되지 않아도 된다.Between the front cover and the rear cover is assembled by fastening directly to the bolt (71). By having such a fastening structure, the positive electrode assembly, GDE, the diaphragm, and the negative electrode assembly, which are overlapped inside, are pressurized and assembled. Therefore, the positive electrode assembly, the GDE, the diaphragm, and the negative electrode assembly do not need to be coupled by direct bolting.
상기 전면 커버(7)는 상부와 하부에 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로가 형성되는데 이하 설명에서 다중유로를 구성하는 각 개별유로를 통해 유입되고 유출되는 유체의 순서는 한 실시예에 따른 전면커버에 형성된 유체 유입구(72) 및 유체 유출구(73) 노즐의 설치 형태로 위치한 상태를 기준으로 설명한다. 이와 같은 유체의 유입 및 유출 순서는 다른 실시예에 따라 전후 순서를 바꿔 구성할 수 있음은 물론이다. The
유체의 공급순서는 하부의 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로는 왼쪽부터 가스유입구를 통해 유입되는 가스 유입용 개별유로, 양극수 유입구를 통해 유입되는 양극수 유입용 개별유로, 전해액 유입구를 통해 유입되는 전해액 유입용 개별유로, 음극수 유입구를 통해 유입되는 음극수 유입용 개별유로로 구성되고, 상부의 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로는 왼쪽부터 음극수 유출구를 통해 유출되는 음극수 유출용 개별유로, 전해액 유출구를 통해 유출되는 전해액 유출용 개별유로, 양극수 유출구를 통해 유출되는 양극수 유출용 개별유로, 가스유출구를 통해 유출되는 가스 유출용 개별유로 순으로 구성된다.The flow order of the fluid is a multi-channel consisting of a plurality of individual flow paths at the lower part of the gas flow inlet flows through the gas inlet from the left side, the flow path of the anode water inflow flows through the anode water inlet, and flows through the electrolyte inlet. Individual flow path for electrolyte inflow, consisting of a separate flow path for the cathode water inflow through the cathode water inlet, a multi-flow channel consisting of a plurality of individual flow passages in the upper portion of the flow channel for the cathode water outflow flow through the cathode water outlet from the left, Individual flow passage for the electrolyte flows out through the electrolyte outlet, the separate flow passage for the anode water outflow through the anode water outlet, the individual flow path for gas outflow flowing through the gas outlet.
상기 바이폴라 결합체(5)는 음전극 결합체와 격막 사이에 바이폴라 결합체를 포함하여 구성하고, 음전극 결합체와 바이폴라 결합체 사이에는 바이폴라 결합체의 일측면 양전극과 접하는 GDE와 격막을 더 포함하여 구성할 수 있다.The
바이폴라 결합체는, 가스를 포함한 유체의 유입 및 유출용 개별유로(511)가 복수개로 이루어진 다중유로가 상하부에 분리 형성되고, 개구가 형성된 양측면에 각각 전극 수납부(512)가 형성된 절연 재질의 전극 스페이서(51)와; In the bipolar assembly, an electrode spacer made of an insulating material in which multiple flow paths including a plurality of
상기 양측 전극 수납부에 각각 수납되어 개구에 삽입된 전도체(54)를 통해 통전되고, 양측면 전극간을 볼트로 체결하고, 일측 다중유로에서 공급받은 각각의 유체를 전기분해 후 타측 다중유로로 유출하는 각 양전극(52) 및 음전극(53)으로 구성된다.Each of the two electrode housing parts are respectively energized through a
이처럼 바이폴라 결합체는 상기한 양전극결합체 및 음전극결합체처럼 절연재질의 스페이서와 양전극 또는 음전극간을 직접 연결하는 구조가 아닌 수납된 양측 양전극 및 음전극간을 볼트(55)로 직접체결한 구조를 가진다. As described above, the bipolar assembly has a structure in which the positive electrodes and the negative electrodes are directly connected to each other by the
이러한 볼트를 통해 양전극과 음전극간에도 일부 통전이 이루어져 양전극과 음전극이 형성되지만, 주된 통전은 상기한 스페이서 중앙부의 개구를 금속재 전도체가 삽입되어 양측면 양전극과 음전극간을 면접촉함으로써 통전이 일어나게 된다.Although some of the current is formed between the positive electrode and the negative electrode through the bolt, the positive electrode and the negative electrode are formed. However, the main current is energized by the surface contact between the positive and negative electrodes on both sides by inserting a metal conductor into the opening of the spacer center.
또한 바이폴라 결합체를 구성하는 상기 절연재질 전극 스페이서는 상부와 하부에 형성된 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로 중 선택된 어느 하나의 개별유로만 양전극 또는 음전극에 직접 유체를 공급하도록 분지유로(511a)가 각각 형성된다. 이때 분지유로는 복수개로 구성될 수 있다. 도면에서는 3개로 구성되지만 이와 같은 숫자가 분지유로의 개수를 한정하는 것은 아니다.In addition, each of the insulating material electrode spacers constituting the bipolar assembly has
또한 상기 절연재질 전극 스페이서의 상부와 하부에 형성된 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로는 각각 4개로 구성되어 가스, 양극수, 전해액 및 음극수가 구분되어 흐르도록 구성한다.In addition, the multi-channel consisting of a plurality of individual flow paths formed on the upper and lower portions of the insulating material electrode spacer is composed of four, so that the gas, the anode water, the electrolyte and the cathode water flows separately.
또한 상기 양전극(52) 또는 음전극(53)은 상부와 하부에 위치한 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로에서 분지된 분지유로(511a)와 접하는 유체 저장용 챔버(521, 531)가 상부 및 하부에 각각 구비되고, 사선방향으로 위치한 상하 챔버 간을 연결하는 다채널 유로(522, 532)가 형성되어 전기분해 반응이 일어나도록 구성할 수 있다. 도면에서는 도시의 편의상 1채널로 도시되었지만 실재로는 2채널 또는 3채널과 같이 다채널로 구성된다. 예를 들면 후술되는 유로제공용 중간결합체를 구성하는 다채널과 같은 형상을 가진다.In addition, the
또한 상기 다채널 유로는 경로상에 유체의 흐름을 방해하여 난류를 발생시키는 복수개의 돌기(533)가 일정 간격으로 배열되어 반응효율을 높이도록 구성할 수 있다.In addition, the multi-channel flow path may be configured to increase the reaction efficiency by arranging a plurality of protrusions 533 which disturb the flow of fluid on the path to generate turbulence at regular intervals.
또한 상기 양전극 또는 음전극은 상부와 하부의 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로에서 각각 분지된 분지유로와 접하는 상부 및 하부에 각 유체 저장용 챔버가 구비되고, 사선방향으로 위치한 상하 챔버 간을 다공 구조 유로(524, 534)로 형성하여 반응효율을 높이도록 구성할 수 있다.In addition, the positive electrode or the negative electrode is provided with a chamber for storing each fluid in the upper and lower portions in contact with the branch flow channel branched in each of the plurality of separate flow channels consisting of a plurality of upper and lower channels, the porous structure flow path between the vertical chamber located in the diagonal direction (524, 534) can be configured to increase the reaction efficiency.
상기 절연 재질의 전극 스페이서는 비금속재로 구성하면 충분하다.It is sufficient that the electrode spacer of the insulating material is made of a nonmetal material.
상기 유로제공용 중간결합체(6)는 가스를 포함한 유체의 유입 및 유출용 개별유로(611)가 복수개로 이루어진 다중유로가 상하부에 분리 형성된 절연재질 스페이서(61) 2개가 겹쳐서 형성된다.The flow path providing
이때 상기 상부와 하부에 형성된 개별유로(611)가 복수개로 이루어진 다중유로 중 선택된 어느 하나의 개별유로는 겹쳐진 절연재질 스페이서 내측면간을 공유하여 직접 유체를 공급하도록 분지유로(611a)가 각각 형성된다.At this time, any one individual channel selected from a plurality of
상기 절연재질 스페이서는 상부와 하부에 위치한 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로에서 분지된 분지유로와 접하는 유체 저장용 챔버(612)가 상부 및 하부에 각각 구비되고, 사선방향으로 위치한 상하 챔버 간을 연결하는 다채널 유로(613)가 형성된다.The insulating material spacer is provided with a
또한 상기 절연재질 전극 스페이서의 상부와 하부에 형성된 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로는 각각 4개로 구성되어 가스, 양극수, 전해액 및 음극수가 구분되어 흐르도록 구성할 수 있다.In addition, the multiple flow paths formed of a plurality of individual flow paths formed on the upper and lower portions of the insulating material electrode spacer may be configured to have four, respectively, so that the gas, the anode water, the electrolyte and the cathode water flow separately.
상기 격막과 음전극 사이에 유로제공용 중간결합체를 더 포함하여 구성시, 음전극과 중간결합체 사이에 격막을 더 포함하여 단위 양전극과 음전극 사이에 2격막을 구성할 수 있다.When further comprising a flow path providing intermediate between the diaphragm and the negative electrode, the diaphragm between the negative electrode and the intermediate may further comprise a diaphragm between the unit positive electrode and the negative electrode.
이와 같은 구성에 의해 세 개의 유로를 갖고, 2격막 구성이 가능하여, 중간결합체로 흐르는 유체는 하부 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로의 중간부로 유입되어 다채널 유로를 지나 상부 다중유로의 중간을 통해 빠져나가는 구조로 되어있다. This configuration has three flow paths, and two diaphragm configurations are possible, and the fluid flowing into the intermediate body flows into the middle portion of the multiple flow path having a plurality of lower individual flow paths and passes through the multi-channel flow path through the middle of the upper multi-flow path. It is structured to escape.
이와 같은 구성시 전기분해장치의 조립은 양전극 결합체, GDE, 격막, 중간결합체, 격막, 음극 결합체 순으로 이루어진다. 이때 격막은 양이온 격막과 음이온격막을 사용할 수 있다.In such a configuration, the assembly of the electrolysis device is composed of a positive electrode assembly, a GDE, a diaphragm, an intermediate binder, a diaphragm, and a negative electrode binder. At this time, the diaphragm may be a cationic diaphragm and an anionic diaphragm.
또한 상기 2격막을 구성하도록 추가된 음전극과 중간결합체 사이에 격막과 중간결합체를 더 포함하여 단위 양전극과 음전극 사이에 3격막을 구성할수도 있다. In addition, the diaphragm may further comprise a diaphragm between the negative electrode and the intermediate binder added to form the second diaphragm, thereby forming a third diaphragm between the unit positive electrode and the negative electrode.
이와 같은 구성에 의해 3개의 격막 구성이 가능하며, 네 개의 유로로 구성된될수 있다. With this configuration, three diaphragm configurations are possible, and four flow paths can be configured.
한 실시예로 처음 유로제공용 중간결합체로 흐르는 유체는 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로의 하부 우측으로 유입되어 상부 다중유로의 좌측으로 빠져나가며, 두 번째 유로제공용 중간결합체의 유체는 다중유로의 하부 좌측에서 유입되어 상부 다중유로의 우측으로 빠져나가게 구성할 수 있다.In one embodiment, the fluid flowing into the intermediate flow passage for the first flow path flows into the lower right side of the multiple flow path consisting of a plurality of individual flow paths and exits to the left side of the upper multiple flow path. Inflow from the lower left side can be configured to exit to the right side of the upper multi-channel.
도 13 내지 16은 본 발명의 한 실시예에 따른 유체공급 라인을 보인 예시도로, 바이폴라구조체와 2개의 유로제공용 중간결합체를 포함한 실시예에 따른 구성이다. 13 to 16 is an exemplary view showing a fluid supply line according to an embodiment of the present invention, a configuration according to an embodiment including a bipolar structure and two intermediate flow path providing intermediate.
도시된 바와 같이 각 유체가 절연재질 스페이서의 하부 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로를 통해 유입되어 상부 다중유로로 유출되는 상태를 보인 것으로, 이하에서 설명하는 각 유체의 유입 및 유출 위치는 전술한 전면커버의 설명에서 보인 것처럼 하부 다중유로는 왼쪽부터 가스유입구를 통해 유입되는 가스 유입 유로, 양극수 유입구를 통해 유입되는 양극수 유입 유로, 전해액 유입구를 통해 유입되는 전해액 유입 유로, 음극수 유입구를 통해 유입되는 음극수 유입 유로로 구성되고, 상부 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로는 왼쪽부터 음극수 유출구를 통해 유출되는 음극수 유출 유로, 전해액 유출구를 통해 유출되는 전해액 유출 유로, 양극수 유출구를 통해 유출되는 양극수 유출 유로, 가스유출구를 통해 유출되는 가스 유출 유로순으로 구성된 것을 기준으로 유입되고 유출되는 것이다.As shown in the drawing, each fluid flows through the multiple flow paths having a plurality of lower individual flow paths of the insulating material spacers and flows out to the upper multi-flow paths. As shown in the description of the cover, the lower multi-channel flows from the left through the gas inlet flows through the gas inlet, the anode inflow flows through the anode inlet, the electrolyte inflow flows through the electrolyte inlet, and the cathode water inflow. It consists of a cathode water inflow passage, and the multiple flow passage consisting of a plurality of upper individual flow passages flowing through the cathode water outlet from the left side, the electrolyte flow path flowing out through the electrolyte outlet, the electrolyte flows out through the anode water outlet Anode flow channel, gas outflow channel flowing through the gas outlet The inlet and outlet will be based on the configured.
도 13은 가스가 전면커버의 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로를 통해 이와 접한 다중유로를 통해 GDE로 직접공급되어 반응 후 유출되는 유로흐름을 보이고, 도 14는 음극수가 전면커버의 다중유로를 통해 이와 접한 다중유로를 통해 음전극쪽으로 직접공급되어 반응 후 유출되는 유로흐름을 보이고, 도 15는 양극수가 전면커버의 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로를 통해 이와 접한 다중유로를 통해 격막과 격막사이의 유로제공용 중간유로 결합체 우측면으로 직접공급되는 유로흐름을 보이고, 도 16은 전해액이 전면커버의 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로를 통해 이와 접한 다중유로를 통해 격막과 격막사이의 유로제공용 중간유로 결합체 좌측면으로 직접공급되는 유로흐름을 보인다.FIG. 13 shows a flow path in which gas is directly supplied to the GDE through a multi-channel in which a plurality of individual channels of the front cover are contacted with each other, and flows out after the reaction. The flow path flows out after the reaction is supplied directly to the negative electrode through the multi-channel adjacent to the negative electrode, Figure 15 shows the flow path between the diaphragm and the diaphragm through the multi-channel contacted by the multi-channel having a plurality of individual channels of the front cover The flow path directly supplied to the right side of the intermediate flow path coupling body is provided, and FIG. 16 shows a flow path between the diaphragm and the diaphragm through the multiple flow paths in which the electrolyte is in contact with the multiple flow paths in which a plurality of individual flow paths of the front cover are provided. It shows the flow of oil that is directly supplied to the left side.
상기와 같은 유체 흐름을 통해 각각 필요로 하는 지점까지 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로 및 분지유로를 통해 직접공급하게 되면 본 발명에 따른 전기분해 장치는 압력이 증대되고, 전압이 낮아진 상태에서 고효율의 전기분해 반응을 하게 된다.When the individual flow paths are directly supplied through the multiple flow paths and the branch flow paths, which are composed of a plurality of flow paths, respectively, to the required points through the fluid flow as described above, the electrolysis device according to the present invention has a high pressure and a high efficiency in a low voltage state. Electrolysis reaction.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다. The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
(1) : 양전극 결합체 (2) : 음전극 결합체
(3) : GDE (4) : 격막
(5) : 바이폴라 결합체 (6) : 유로제공용 중간결합체
(7) : 전면 커버 (8) : 후면커버
(11) : 전극 스페이서 (12) : 양전극
(13) : 볼트 (21) : 전극 스페이서
(22) : 음전극 (23) : 볼트
(51) : 전극 스페이서 (52) : 양전극
(53) : 음전극 (54) : 전도체
(55) : 볼트 (61) : 스페이서
(71) : 볼트 (72) : 유체 유입구
(73) : 유체 유출구 (111) : 개별유로
(111a) :분지유로 (112) : 전극 수납부
(121) : 챔버 (122) : 다채널 유로
(123) : 돌기 (124) : 다공구조 유로
(211) : 개별유로 (211a) : 분지유로
(212) : 전극 수납부 (221) : 챔버
(222) : 다채널 유로 (223) : 돌기
(224) : 다공구조 유로 (511) : 개별유로
(511a) : 분지유로 (512) : 전극 수납부
(521) : 챔버 (522) : 다채널 유로
(523) : 돌기 (524) : 다공 구조 유로
(531) : 챔버 (532) : 다채널 유로
(533) : 돌기 (534) : 다공 구조 유로
(611) : 개별유로 (611a) : 분지유로
(612) : 챔버 (613) : 다채널 유로(1): positive electrode assembly (2): negative electrode assembly
(3): GDE (4): diaphragm
(5): Bipolar binder (6): Intermediate binder for flow path
(7): Front cover (8): Rear cover
(11): electrode spacer 12: positive electrode
(13): bolt 21: electrode spacer
(22): negative electrode 23: volts
(51): electrode spacer (52): positive electrode
(53): negative electrode (54): conductor
55: bolt 61: spacer
(71): bolt 72: fluid inlet
(73): fluid outlet 111: individual flow path
111a: branch flow path 112: electrode housing portion
121: chamber 122: multi-channel flow path
123: protrusion 124: porous structure flow path
(211): Individual Euro (211a): Branch Euro
212: electrode housing 221: chamber
222: multi-channel flow path 223: projection
(224): porous structure flow path (511): individual flow path
511a: branch flow path 512: electrode housing
521: Chamber 522: Multichannel Flow
523: protrusion 524: porous structure flow path
531: Chamber 532: Multichannel Flow
533: protrusion 534: porous structure flow path
(611): individual euro (611a): branch euro
612: Chamber 613: Multichannel Flow
Claims (16)
가스를 포함한 유체의 유입 및 유출용 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로가 상하부에 분리 형성되고 양전극과 마주보는 일측면에 전극 수납부가 형성된 절연 재질의 전극 스페이서와, 상기 전극 수납부에 수납되어 볼트로 일체로 체결되고 일측 다중유로에서 공급받은 유체를 전기분해 후 타측 다중유로로 유출하는 음전극으로 구성된 음전극 결합체와;
상기 양전극과 면접촉하는 GDE(Gas Diffusion Electrode)와;
상기 GDE와 음전극 결합체 사이에 설치되는 이온 이동용 격막;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치.
Multi-channels consisting of a plurality of separate flow paths for inflow and outflow of fluids including gas are formed in the upper and lower parts, the electrode spacer of an insulating material having an electrode housing on one side, and the electrode housing is integrally fastened by bolts A positive electrode assembly composed of a positive electrode for electrolyzing the fluid supplied from one side of the multi-channel after the electrolysis;
Multi-channels consisting of a plurality of separate flow paths for inflow and outflow of fluids including gas are formed in the upper and lower portions, and an electrode spacer of an insulating material having an electrode accommodating portion formed on one side facing the two electrodes, and stored in the electrode accommodating portion with a bolt. A negative electrode assembly composed of a negative electrode which is integrally fastened and discharges the fluid supplied from one side of the multi-channel into the other side after the electrolysis;
GDE (Gas Diffusion Electrode) in surface contact with the positive electrode;
Electrolysis device comprising a multi-channel structure characterized in that it comprises a ;; the ion transport diaphragm is installed between the GDE and the negative electrode assembly.
상기 양전극 결합체의 외측에 접촉하는 유체 유입구 및 유체 유출구가 상하부에 유체별로 분리 형성된 전면 커버와, 상기 음전극 결합체 외측에 접촉하는 후면커버를 포함하고, 상기 전면 커버와 후면 커버간을 볼트 체결하여 가압 조립한 상태에서 모든 유체는 전면커버의 하부 유입노즐을 통해 하부 다중유로로 공급하고 반응된 유체는 상부 다중유로를 통해 상부 유출노즐로 유출되도록 구성한 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치.
The method according to claim 1,
A fluid inlet and a fluid outlet in contact with the outside of the positive electrode assembly includes a front cover formed in the upper and lower portions for each fluid, and a rear cover in contact with the outer side of the negative electrode assembly, and the bolt assembly between the front cover and the rear cover by bolt assembly In one state, all the fluid is supplied to the lower multi-channel through the lower inlet nozzle of the front cover and the reaction fluid is an electrolysis device comprising a multi-channel structure, characterized in that configured to flow out to the upper outlet nozzle through the upper multi-channel.
상기 음전극 결합체와 격막 사이에 다중유로가 형성된 절연재질 전극 스페이서에 양전극과 음전극이 결합된 바이폴라 결합체를 포함하여 구성하고, 음전극 결합체와 바이폴라 결합체 사이에는 바이폴라 결합체의 일측면 양전극과 접하는 GDE와 격막을 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치.
The method according to claim 1,
The positive electrode and the negative electrode are coupled to the insulating material electrode spacer in which multiple flow paths are formed between the negative electrode assembly and the diaphragm. Electrolysis device comprising a multi-channel structure, characterized in that configured to include.
상기 절연재질 전극 스페이서의 상부와 하부에 형성된 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로는 각각 4개의 개별유로로 구성되어 가스, 양극수, 전해액 및 음극수가 구분되어 흐르도록 구성한 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치.
The method according to claim 1 or 3,
The multi-channel structure consisting of a plurality of individual flow paths formed of a plurality of individual flow paths formed on the upper and lower portions of the insulating material electrode spacers consists of four separate flow paths, respectively, so that the gas, the anode water, the electrolyte solution and the cathode water flow separately. Electrolysis device comprising.
상기 절연재질 전극 스페이서는 상부와 하부에 형성된 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로 중 선택된 어느 하나의 개별유로만 양전극 또는 음전극에 직접 유체를 공급하도록 분지유로가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치.
The method according to claim 1 or 3,
The insulating material electrode spacer includes a multi-channel structure, each of which has a branched channel formed to supply a fluid directly to the positive electrode or the negative electrode of only one individual channel selected from a plurality of individual channels formed in a plurality of upper and lower channels; Electrolysis device.
상기 양전극 또는 음전극은 상부와 하부에 위치한 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로에서 분지된 분지유로와 접하는 유체 저장용 챔버가 상부 및 하부에 각각 구비되고, 사선방향으로 위치한 상하 챔버 간을 연결하는 다채널 유로가 형성되어 전기분해 반응이 일어나도록 구성된 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치.
The method according to claim 5,
The positive electrode or the negative electrode is provided with a fluid storage chamber in contact with a branching flow branch branched from a plurality of separate flow paths formed in a plurality of upper and lower, respectively, the upper and lower, respectively, multi-channel connecting between the upper and lower chambers located diagonally Electrolysis device comprising a multi-channel structure, characterized in that the flow path is formed so that the electrolysis reaction occurs.
상기 다채널 유로는 경로상에 유체의 흐름을 방해하여 난류를 발생시키는 복수개의 돌기가 일정 간격으로 배열되어 반응효율을 높이도록 구성된 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치.
The method according to claim 6,
The multi-channel flow path electrolysis device comprising a multi-channel structure, characterized in that configured to increase the reaction efficiency by a plurality of protrusions are arranged at regular intervals to disturb the flow of fluid on the path.
상기 양전극 또는 음전극은 상부와 하부에 형성된 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로에서 각각 분지된 분지유로와 접하는 상부 및 하부에 각 유체 저장용 챔버가 구비되고, 사선방향으로 위치한 상하 챔버 간을 다공구조 유로로 형성하여 반응효율을 높이도록 구성된 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치.
The method according to claim 5,
The positive electrode or the negative electrode is provided with upper and lower chambers for fluid storage in contact with the branching channel branched in a plurality of individual channels formed in a plurality of individual channels formed in the upper and lower, respectively, the porous structure flow path between the upper and lower chambers located diagonally Electrolysis device comprising a multi-channel structure, characterized in that formed to increase the reaction efficiency.
상기 절연 재질의 전극 스페이서는 비금속재로 구성된 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치.
The method according to claim 1,
The electrode spacer of the insulating material comprises a multi-channel structure, characterized in that composed of a non-metal material.
상기 분지유로는 복수개로 구성된 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치.
The method according to claim 5,
The branch channel has an electrolysis device comprising a multi-channel structure, characterized in that composed of a plurality.
상기 격막과 음전극 사이에 유로제공용 중간결합체를 더 포함하여 구성하고, 음전극과 중간결합체 사이에 격막을 더 포함하여 단위 양전극과 음전극 사이에 2격막을 구성한 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치.
The method according to claim 1 or 3,
An electric wire comprising a multi-channel structure, characterized in that it further comprises a flow path providing intermediary between the diaphragm and the negative electrode, and further comprising a diaphragm between the negative electrode and the intermediate assembly to form a second diaphragm between the unit positive electrode and the negative electrode. Decomposition device.
상기 2격막을 구성하도록 추가된 격막과 음전극 사이에 유로제공용 중간결합체를 더 포함하여 구성하고, 새로 추가된 음전극과 중간결합체 사이에 격막을 더 포함하여 단위 양전극과 음전극 사이에 3격막을 구성한 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치.
The method according to claim 11,
Comprising the flow path providing intermediate between the membrane and the negative electrode added to the diaphragm added to further comprise a diaphragm, and further comprising a diaphragm between the newly added negative electrode and the intermediate bonded to form a third diaphragm between the unit positive electrode and the negative electrode Electrolysis device comprising a multi-channel structure characterized in.
상기 바이폴라 결합체는,
가스를 포함한 유체의 유입 및 유출용 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로가 상하부에 분리 형성되고, 개구가 형성된 양측면에 각각 전극 수납부가 형성된 절연 재질의 전극 스페이서와;
상기 양측 전극 수납부에 각각 수납되어 개구에 삽입된 전도체를 통해 통전되고, 양측면 전극간을 볼트로 체결하고, 일측 다중유로에서 공급받은 각각의 유체를 전기분해 후 타측 다중유로로 유출하는 각 음전극 및 양전극;으로 구성된 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치.
The method according to claim 3,
The bipolar conjugate,
An electrode spacer made of an insulating material, each of which has a plurality of flow paths including a plurality of separate flow paths for inflow and outflow of a gas including a gas, is formed at upper and lower sides thereof, and electrode housings are formed on both sides of the opening;
Each negative electrode which is respectively stored in the two electrode receiving unit and is energized through a conductor inserted into the opening, bolts between the two side electrodes, each of the negative electrode flowing out to the other multi-channel after the electrolysis of each fluid supplied from one side multi-channel and Electrode device comprising a multi-channel structure, characterized in that consisting of a positive electrode.
상기 유로제공용 중간결합체는, 가스를 포함한 유체의 유입 및 유출용 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로가 상하부에 분리 형성된 절연재질 스페이서 2개가 겹쳐서 형성되고,
상기 상부와 하부에 형성된 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로 중 선택된 어느 하나의 개별유로는 겹쳐진 절연재질 스페이서 내측면간을 공유하여 직접 유체를 공급하도록 분지유로가 각각 형성되며,
상기 절연재질 스페이서는 상기 분지유로와 접하는 유체 저장용 챔버가 상부 및 하부에 각각 구비되고, 사선방향으로 위치한 상하 챔버 간을 연결하는 다채널 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치.
The method according to claim 11,
The flow path providing intermediate assembly is formed by overlapping two insulating spacers formed by separating a plurality of flow paths having a plurality of separate flow paths for inflow and outflow of a fluid including a gas at an upper and lower sides thereof,
Branch flow paths are formed to directly supply fluid by sharing between the inner surfaces of the spacers overlapping one of the selected individual flow paths formed of a plurality of individual flow paths formed in the upper and lower portions,
The insulating spacer is electrolysis including a multi-channel structure, characterized in that the fluid storage chambers in contact with the branch flow path is provided at the top and bottom, respectively, and the multi-channel flow path connecting the upper and lower chambers located in the diagonal direction is formed. Device.
상기 절연재질 전극 스페이서의 상부와 하부에 형성된 개별유로가 복수개로 이루어진 다중유로는 각각 4개의 개별유로로 구성되어 가스, 양극수, 전해액 및 음극수가 구분되어 흐르도록 구성한 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치.
The method according to claim 14,
The multi-channel structure consisting of a plurality of individual flow paths formed of a plurality of individual flow paths formed on the upper and lower portions of the insulating material electrode spacers consists of four separate flow paths, respectively, so that the gas, the anode water, the electrolyte solution and the cathode water flow separately. Electrolysis device comprising.
상기 음전극 결합체를 통해 흐르는 음극수와 가스의 혼합물이 반응하도록 음전극과 면접촉하는 GDE를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 다중유로 구조를 포함하는 전기분해장치.The method according to claim 1 or 3,
Electrolysis device comprising a multi-channel structure characterized in that it further comprises a GDE in contact with the negative electrode so that the mixture of the cathode water and the gas flowing through the negative electrode assembly.
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