KR102090694B1 - 전기화학 셀 및 전기화학 셀 시스템 - Google Patents

전기화학 셀 및 전기화학 셀 시스템 Download PDF

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KR102090694B1
KR102090694B1 KR1020190147378A KR20190147378A KR102090694B1 KR 102090694 B1 KR102090694 B1 KR 102090694B1 KR 1020190147378 A KR1020190147378 A KR 1020190147378A KR 20190147378 A KR20190147378 A KR 20190147378A KR 102090694 B1 KR102090694 B1 KR 102090694B1
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electrochemical cell
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coupled
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윤장희
정예슬
김신
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한국기초과학지원연구원
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Abstract

하부 몸체; 및 상기 하부 몸체와 제1 방향으로 이격된 상부 몸체; 를 포함하며, 상기 상부 몸체는 상기 상부 몸체를 상기 제1 방향으로 관통하는 용액실을 제공하고, 상기 용액실은 상기 제1 방향으로 갈수록 넓어지는 테이퍼부를 포함하는 전기화학 셀 이 제공된다.

Description

전기화학 셀 및 전기화학 셀 시스템{Electrochemical cell and system including the same}
본 발명은 전기화학 셀 및 전기화학 셀 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속적인 측정이 가능한 전기화학 셀 및 전기화학 셀 시스템에 관한 것이다.
전기화학 기반 분석 측정법은 중금속 검출, 신소재 센서 개발, 기능성막 제작 및 소자 개발 등과 같은 분야에서 사용될 수 있다. 일반적으로 전기화학적 분석법에서 전위조절법이 이용될 수 있다. 3전극 전기화학 분석을 위해서 작업 전극, 상대 전극 및 기준 전극이 필요할 수 있다. 이러한 작업 전극, 상대 전극 및 기준 전극으로서 막대 형태의 전극을 사용할 수 있다.
용액 상의 전기화학 측정에서, 작업 전극의 표면에 물질이 흡착되어 전류 감응이 저하될 수 있다. 특히, 중금속 측정의 경우 전극 표면을 세척하지 않으면 잔류 중금속 이온들에 의한 메모리 효과 때문에, 중금속 검출의 신뢰성이 저하될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 연속적인 측정이 가능한 전기화학 셀 및 전기화학 셀 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 세척이 용이한 전기화학 셀 및 전기화학 셀 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 메모리 효과를 제거할 수 있는 전기화학 셀 및 전기화학 셀 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀은 하부 몸체; 및 상기 하부 몸체와 제1 방향으로 이격된 상부 몸체; 를 포함하며, 상기 상부 몸체는 상기 상부 몸체를 상기 제1 방향으로 관통하는 용액실을 제공하고, 상기 용액실은 상기 제1 방향으로 갈수록 넓어지는 테이퍼부를 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀은 상기 상부 몸체 상에 결합되는 캡을 더 포함하되, 상기 캡은 상기 용액실을 덮을 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀은 상기 캡이: 용액을 배출하는 용액 배출구; 기준전극이 삽입되는 제1 삽입구; 및 상대전극이 삽입되는 제2 삽입구; 를 제공하되, 상기 용액 배출구, 상기 제1 삽입구 및 상기 제2 삽입구는 상기 용액실과 연결될 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀은 상기 캡이: 상기 제1 삽입구와 연결되어 상기 제1 삽입구에 삽입되는 기준전극을 고정하는 제1 고정볼트; 및 상기 용액 배출구와 연결되어 상기 용액 배출구에 삽입되는 용액 배출관을 고정하는 제2 고정볼트; 를 더 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀은 상기 상부 몸체가 용액 주입공을 더 제공하되, 상기 용액 주입공은 상기 제1 방향에 교차되는 방향으로 연장되어 상기 용액실과 연결될 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀은 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체 사이의 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀은 상기 상부 몸체가 상기 상부 몸체의 하면에서 상기 제1 방향으로 함입된 탄성부재 삽입공을 더 제공하며, 상기 탄성부재는 상기 탄성부재 삽입공에 삽입될 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀은 상기 탄성부재가 오링을 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀은 상기 상부 몸체 및 상기 하부 몸체가 테프론을 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀은 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체 사이에 삽입되는 평판 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀은 상기 상부 몸체 및 상기 하부 몸체를 연결시키는 결합부를 더 포함하되, 상기 결합부는 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체의 상기 제1 방향으로의 이격 거리를 조절할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀은 상기 결합부가: 상기 상부 몸체를 관통하여 상기 하부 몸체에 결합되는 상부 결합부; 및 상기 하부 몸체를 관통하여 상기 상부 몸체에 결합되는 하부 결합부; 를 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀은 상기 상부 결합부가: 상기 상부 몸체의 상면 상에 위치하는 제1 조절손잡이; 상기 상부 몸체를 관통하는 제1 수직축; 상기 제1 수직축의 하단에 결합되며 상기 하부 몸체와 가동적으로 결합하는 제1 조절체; 를 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀은 상기 하부 결합부가: 상기 하부 몸체의 하면 밑에 위치하는 제2 조절손잡이; 상기 하부 몸체를 관통하는 제2 수직축; 상기 제2 수직축의 상단에 결합되며 상기 상부 몸체와 가동적으로 결합하는 제2 조절체; 를 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀 시스템은 전기화학 셀; 상기 전기화학 셀에 연결되는 펌프; 및 상기 전기화학 셀에 결합되는 기준전극 및 상대전극; 을 포함하되, 상기 전기화학 셀은: 상부 몸체; 상기 상부 몸체와 제1 방향으로 이격된 하부 몸체; 및 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체 사이에 삽입되는 평판전극; 을 포함하며, 상기 상부 몸체는 상기 상부 몸체를 상기 제1 방향으로 관통하는 용액실을 제공하고, 상기 용액실은 상기 제1 방향으로 갈수록 넓어지는 테이퍼부를 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀 시스템은 상기 전기화학 셀이 상기 상부 몸체 상에 결합되는 캡을 더 포함하되, 상기 캡은: 용액을 배출하는 용액 배출구; 상기 기준전극이 삽입되는 제1 삽입구; 및 상기 상대전극이 삽입되는 제2 삽입구; 를 제공하되, 상기 용액 배출구, 상기 제1 삽입구 및 상기 제2 삽입구는 상기 용액실과 연결될 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀 시스템은 상기 펌프가 상기 용액 배출구에 삽입되는 용액 배출관에 연결될 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 전기화학 셀 시스템은상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체의 상기 제1 방향으로의 이격 거리를 조절하는 결합부를 더 포함하되, 상기 상부 몸체를 관통하여 상기 하부 몸체에 결합되는 상부 결합부; 및 상기 하부 몸체를 관통하여 상기 상부 몸체에 결합되는 하부 결합부; 를 포함할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 전기화학 셀 및 전기화학 셀 시스템에 따르면, 연속적인 측정이 가능한 효과가 있다.
본 발명의 전기화학 셀 및 전기화학 셀 시스템에 따르면, 세척이 용이할 수 있다.
본 발명의 전기화학 셀 및 전기화학 셀 시스템에 따르면, 메모리 효과를 제거할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 전기화학 셀을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 전기화학 셀을 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 전기화학 셀의 상부 몸체를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 전기화학 셀을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 전기화학 셀을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 전기화학 셀 및 이를 포함하는 전기화학 셀 시스템을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 기술적 사상의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 그러나 본 발명 기술적 사상은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시 예들의 설명을 통해 본 발명의 기술적 사상의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상의 이상적인 예시도인 블록도, 사시도, 및/또는 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시 예들에서 다양한 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 바람직한 실시 예들을 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 전기화학 셀을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 전기화학 셀을 나타낸 분해 사시도이다.
이하에서 도 1의 D1을 제1 방향, 제1 방향(D1)에 실질적으로 수직한 D2를 제2 방향, 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)에 실질적으로 수직한 D3를 제3 방향(D3)이라 칭할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 전기화학 셀이 제공될 수 있다. 전기화학 셀은 상부 몸체(1), 하부 몸체(3) 및 캡(5)을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 전기화학 셀은 제1 상부 결합부(21), 제2 상부 결합부(23), 고정부재(4), 하부 결합부(6, 도 2 참고) 및 조절부재(8)를 더 포함할 수 있다.
상부 몸체(1)는 하부 몸체(3)의 상면(31) 상에 위치할 수 있다. 상부 몸체(1)는 하부 몸체(1)로부터 제1 방향(D1)으로 이격될 수 있다. 상부 몸체(1)는 대략 직육면체 형태를 포함할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 상부 몸체(1)는 테프론을 포함할 수 있다. 도 2를 참고하면, 상부 몸체(1)는 용액실(1), 제1 상부 결합공(121h), 제2 상부 결합공(123h) 및 용액 주입공(131h)을 제공할 수 있다. 용액실(1)은 상부 몸체(1)의 상면(11)에서 밑으로 함입될 수 있다. 즉, 용액실(1)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 용액실(1)은 상부 몸체(1)를 제1 방향(D1)으로 관통할 수 있다. 용액실(1)에 대한 상세한 내용은 도 4 및 도 5를 참고하여 후술하도록 한다. 제1 상부 결합공(121h)은 상면(11)에서 밑으로 함입될 수 있다. 제1 상부 결합공(121h)은 상부 몸체(1)를 제1 방향(D1)으로 관통할 수 있다. 제1 상부 결합공(121h)에 제1 상부 결합부(21)가 삽입될 수 있다. 제2 상부 결합공(123h)은 제1 상부 결합공(121h)과 제3 방향(D3)으로 이격될 수 있다. 제2 상부 결합공(123h)은 상면(11)에서 밑으로 함입될 수 있다. 제2 상부 결합공(123h)은 상부 몸체(1)를 제1 방향(D1)으로 관통할 수 있다. 제2 상부 결합공(123h)에 제2 상부 결합부(23)가 삽입될 수 있다. 용액 주입공(131h)은 상부 몸체(1)의 측면(13)에 형성될 수 있다. 용액 주입공(131h)은 제3 방향(D3)으로 연장되어 측면(13)을 관통할 수 있다. 용액 주입공(131h)은 용액실(1h)과 연결될 수 있다.
하부 몸체(3)는 상부 몸체(1)와 제1 방향(D1)으로 이격될 수 있다. 하부 몸체(3)는 테프론을 포함할 수 있다. 하부 몸체(3)는 대략 직육면체 형상을 포함할 수 있다. 하부 몸체(3)는 조절부재 수용공(31h)을 제공할 수 있다. 조절부재 수용공(31h)은 조절부재(8)를 수용할 수 있다.
캡(5)은 용액실(1h) 상에 위치할 수 있다. 캡(5)은 용액실(1h)을 덮을 수 있다. 캡(5)는 전체적으로 원통 형상을 포함할 수 있다. 캡(5)은 제1 삽입구(51h), 제2 삽입구(55h), 용액 배출구(53h) 및 공기구(57h)를 제공할 수 있다. 제1 삽입구(51h)는 캡(5)의 상면(51)에서 밑으로 연장될 수 있다. 제1 삽입구(51h)는 용액실(1h)과 연결될 수 있다. 제1 삽입구(51h)에 기준전극(B, 도 6 참고)이 삽입될 수 있다. 제2 삽입구(55h)는 캡(5)의 상면(51)에서 밑으로 연장될 수 있다. 제2 삽입구(55h)는 용액실(1h)과 연결될 수 있다. 제2 삽입구(55h)에 상대전극(C, 도 6 참고)이 삽입될 수 있다. 용액 배출구(53h)는 캡(5)의 상면(51)에서 밑으로 연장될 수 있다. 용액 배출구(53h)는 용액실(1h)과 연결될 수 있다. 용액 배출구(53h)에 배출관(E, 도 6 참고)이 삽입될 수 있다. 공기구(57h)는 캡(5)의 상면(51)에서 밑으로 연장될 수 있다. 공기구(57h)는 용액실(1h)과 연결될 수 있다.
실시 예들에서, 캡(5)은 제1 고정볼트(5a) 및 제2 고정볼트(5b)를 더 포함할 수 있다. 제1 고정볼트(5a)는 제1 방향(D1)에 교차되는 방향으로 연장될 수 있다. 제1 고정볼트(5a)는 제1 삽입구(51h)에 연결될 수 있다. 제1 고정볼트(5a)는 기준전극(B, 도 6 참고)을 고정할 수 있다. 제2 고정볼트(5b)는 제1 방향(D1)에 교차되는 방향으로 연장될 수 있다. 제2 고정볼트(5b)는 용액 배출구(53h)에 연결될 수 있다. 제2 고정볼트(5b)는 배출관(E, 도 6 참고)을 고정할 수 있다.
제1 상부 결합부(21)는 제1 상부 결합공(121h)에 삽입될 수 있다. 제1 상부 결합부(21)는 제1 손잡이(211), 제1 결합 몸체(213) 및 제1 볼트(215)를 포함할 수 있다. 제1 손잡이(211)는 상부 몸체(1)의 상면(11) 상에 위치할 수 있다. 제1 결합 몸체(213)는 제1 손잡이(211)의 하단에 결합할 수 있다. 제1 결합 몸체(213)는 제1 방향(D1)으로 연장할 수 있다. 제1 결합 몸체(213)는 상부 몸체(1)를 관통할 수 있다. 제1 볼트(215)는 제1 결합 몸체(213)의 하단에 결합할 수 있다. 제1 볼트(215)는 외면에 나사산을 포함할 수 있다. 제1 볼트(215)는 하부 몸체(3)와 결합할 수 있다. 제1 볼트(215)는 하부 몸체(3)와 나사 결합할 수 있다.
제2 상부 결합부(23)는 제2 상부 결합공(123h)에 삽입될 수 있다. 제2 상부 결합부(23)는 제2 손잡이(231), 제2 결합 몸체(233) 및 제2 볼트(235)를 포함할 수 있다. 제2 손잡이(231)는 상부 몸체(1)의 상면(11) 상에 위치할 수 있다. 제2 결합 몸체(233)는 제2 손잡이(231)의 하단에 결합할 수 있다. 제2 결합 몸체(233)는 제1 방향(D1)으로 연장할 수 있다. 제2 결합 몸체(233)는 상부 몸체(1)를 관통할 수 있다. 제2 볼트(235)는 제2 결합 몸체(233)의 하단에 결합할 수 있다. 제2 볼트(235)는 외면에 나사산을 포함할 수 있다. 제2 볼트(235)는 하부 몸체(3)와 결합할 수 있다. 제2 볼트(235)는 하부 몸체(3)와 나사 결합할 수 있다.
고정부재(4)는 상부 몸체(1)의 상면 상에 위치할 수 있다. 고정부재(4)는 캡(5)과 접촉할 수 있다. 고정부재(4)는 캡(5)을 고정할 수 있다. 즉, 고정부재(4)는 캡(5)과 접촉하여 캡(5)을 일정 위치에 고정시킬 수 있다.
하부 결합부(6)는 하부 고정부재(61) 및 하부 결합 몸체(63)를 포함할 수 있다. 하부 고정부재(61)는 하부 몸체(3)의 하면에 위치할 수 있다. 하부 결합 몸체(63)는 하부 고정부재(61)에 결합될 수 있다. 하부 결합 몸체(63)는 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 하부 결합 몸체(63)는 하부 몸체(3)를 관통할 수 있다. 하부 결합 몸체(63)는 조절부재(8)를 관통할 수 있다. 하부 결합 몸체(63)는 외면에 나사산을 포함할 수 있다. 하부 결합 몸체(63)의 상단은 상부 몸체(1)에 결합될 수 있다. 하부 결합 몸체(63)는 상부 몸체(1)의 하부 삽입공(151h, 도 3 참고)에 나사 결합될 수 있다.
조절부재(8)는 조절부재 수용공(31h)에 삽입될 수 있다. 실시 예들에서, 조절부재(8)는 원기둥 형상을 포함할 수 있다. 조절부재(8)는 하부 결합 몸체(63)와 결합할 수 있다. 실시 예들에서, 조절부재(8)는 조절부재 수용공(31h) 내에서 회전할 수 있다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 전기화학 셀의 상부 몸체를 나타낸 사시도이다.
도 3을 참고하면, 상부 몸체(1)의 하면(15)에 탄성부재 삽입공(15h)이 제공될 수 있다. 탄성부재 삽입공(15h)은 상부 몸체(1)의 하면(15)에서 제1 방향(D1)으로 함입될 수 있다. 탄성부재 삽입공(15h)에 탄성부재(O)이 삽입될 수 있다. 탄성부재(O)는 상부 몸체(1)와 하부 몸체(3) 사이에 위치할 수 있다. 탄성부재(O)는 탄성 있는 물질을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 탄성부재(O)는 고무(rubber) 등을 포함할 수 있다. 탄성부재(O)는 링 형상을 포함할 수 있다. 이 경우, 탄성부재(O)는 오링(O-ring)일 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 전기화학 셀을 나타낸 단면도이다.
도 4를 참고하면, 상부 몸체(1)와 하부 몸체(3)가 제1 방향(D1)으로 이격될 수 있다. 탄성부재(O)는 상부 몸체(1)와 하부 몸체(3) 사이에 위치할 수 있다. 용액실(1h)은 상부 용액실(11h), 테이퍼부(13h) 및 하부 용액실(15h)을 포함할 수 있다. 상부 용액실(11h)은 상부 내측면(11a)에 의해 정의될 수 있다. 상부 용액실(11h)의 제1 방향(D1)으로의 너비는 균일할 수 있다. 즉, 상부 내측면(11a)은 제1 방향(D1)으로 곧게 연장될 수 있다. 상부 용액실(11h)은 제1 삽입구(51h), 용액 배출구(53h) 및 용액 주입구(13h) 등과 연결될 수 있다. 테이퍼부(13h)는 상부 용액실(11h) 밑에 위치할 수 있다. 테이퍼부(13h)는 상부 용액실(11h)과 연결될 수 있다. 테이퍼부(13h)는 테이퍼 면(13a)에 의해 정의될 수 있다. 테이퍼부(13h)는 제1 방향(D1)으로 갈수록 넓어질 수 있다. 즉, 테이퍼 면(13a)은 제1 방향(D1)의 반대 방향으로 갈수록 내측으로 모여들 수 있다. 하부 용액실(15h)은 테이퍼부(13h) 밑에 위치할 수 있다. 하부 용액실(15h)은 테이퍼부(13h)와 연결될 수 있다. 하부 용액실(15h)은 하부 내측면(15a)에 의해 정의될 수 있다. 하부 용액실(15h)의 제1 방향(D1)으로의 너비는 균일할 수 있다. 즉, 하부 내측면(15a)은 제1 방향(D1)으로 곧게 연장될 수 있다. 하부 용액실(15h)의 너비는 상부 용액실(11h)의 너비보다 작을 수 있다. 하부 용액실(15h)은 상부 몸체(1)와 하부 몸체(3) 사이의 공간과 연결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 전기화학 셀을 나타낸 단면도이다.
도 5를 참고하면, 제2 상부 결합부(23)는 상부 몸체(1)를 관통하여 하부 몸체(3)에 결합할 수 있다. 즉, 제2 결합 몸체(233)는 제2 상부 결합공(123h)을 관통하고, 제2 볼트(235)는 하부 몸체(3)에 나사 결합할 수 있다. 하부 결합부(6)는 하부 몸체(3) 및 조절부재(8)를 관통하여 상부 몸체(1)의 하부 삽입공(151h)에 나사 결합할 수 있다. 제2 상부 결합부(23)의 제2 손잡이(231)를 회전시켜 상부 몸체(1)와 하부 몸체(3)의 이격 거리를 조절할 수 있다. 조절부재(8)를 회전시켜 상부 몸체(1)와 하부 몸체(3)의 이격 거리를 조절할 수 있다. 제2 손잡이(231) 및 조절부재(8)를 동시에 회전시키며 상부 몸체(1)와 하부 몸체(3)의 이격 거리를 조절할 수 있다. 테이퍼 면(13a)은 제1 방향(D1)과 일정 각도 α를 형성할 수 있다. α는 예각일 수 있다. 예를 들어, α는 30˚일 수 있다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 전기화학 셀 및 이를 포함하는 전기화학 셀 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 전기화학 셀 시스템은 전기화학 셀, 평판전극(P), 기준전극(B), 상대전극(C) 및 펌프(U) 등을 포함할 수 있다.
상부 몸체(1)와 하부 몸체(3) 사이에 평판전극(P)이 삽입될 수 있다. 보다 구체적으로, 평판전극(P)은 상부 몸체(1)의 하면 및 탄성부재(O)와, 하부 몸체(3)의 상면 사이에 위치할 수 있다. 평판전극(P)의 일부는 용액실(1h)에 노출될 수 있다. 평판전극(P)은 탄성부재(O)에 의해 가압될 수 있다. 따라서 용액실(1h) 내의 용액은 탄성부재(O)에 의해 실링되어 누설되지 아니할 수 있다. 평판전극(P)은 판 형상을 포함할 수 있다. 평판전극(P)의 두께는 얇을 수 있다. 실시 예들에서, 평판전극(P)의 두께는 1.5mm 이상이고, 3mm 이하일 수 있다. 평판전극(P)의 두께에 맞추어 상부 몸체(1)와 하부 몸체(3) 사이의 이격 거리가 조절될 수 있다. 평판전극(P)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 평판전극(P)은 금속성 물질을 포함할 수 있다.
제1 삽입공(51h, 도 1 및 도 2 참고)에 기준전극(B)이 삽입될 수 있다. 기준전극(B)은 막대 형상을 포함할 수 있다. 기준전극(B)은 AgCl 등을 포함할 수 있다. 기준전극(B)은 용액실(1h, 도 4 및 도 5 참고) 내로 삽입될 수 있다.
제2 삽입공(55h, 도 1 및 도 2 참고)에 상대전극(C)이 삽입될 수 있다. 상대전극(C)은 와이어 형태를 포함할 수 있다. 상대전극(C)은 백금(Pt) 등을 포함할 수 있다. 상대전극(C)은 용액실(1h, 도 4 및 도 5 참고) 내로 삽입될 수 있다.
용액 배출구(53h, 도 1 및 도 2 참고)에 배출관(E)이 삽입될 수 있다. 배출관(E)은 펌프(U)에 연결될 수 있다. 배출관(E)은 용액실(1h)의 용액을 외부로 배출할 수 있다.
실시 예들에서, 공기구(57h)는 외부 공간과 연통될 수 있다. 혹은, 공기구(57h)에 공기 호스 등이 삽입될 수 있다. 공기구(57h)를 통해 공기가 용액실(1h)에 공급될 수 있다.
용액 주입공(131h, 도 1 및 도 2 참고)에 용액 주입관(I)이 삽입될 수 있다. 용액 주입관(I)에 의해 용액이 공급될 수 있다. 용액은 중금속 검사 등이 필요한 용액을 포함할 수 있다. 용액 주입관(I)에 의해 용액실(1h)에 용액이 공급될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 다른 전기화학 셀 시스템에 따르면, 용액 주입관에 의해 공급되어 용액실로 들어오는 용액 내 중금속 등을 평판전극, 상대전극 및 기준전극에 의해 측정할 수 있다. 용액은 펌프에 의해 용액 주입관에서 유입되어 용액 배출관으로 배출될 수 있다. 즉, 용액을 계속하여 유동할 수 있다. 평판전극, 상대전극 및 기준전극은 유동하는 용액 내 중금속 등을 연속적으로 측정할 수 있다. 따라서 연속적인 작업이 가능할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 다른 전기화학 셀 시스템에 따르면, 캡을 제거하여 용액실을 세척할 수 있다. 이때, 용액실의 하부가 개방되어 있으므로, 세척이 용이할 수 있다. 또한, 용액실이 테이퍼부를 포함하므로 잔류 용액 등이 신속하게 아래로 빠져나갈 수 있다. 즉, 용액실의 신속하고 완전한 세척이 가능할 수 있다. 이에 따라 용액실 내 잔류 용액을 감소시킬 수 있어, 다음 작업에서 정밀한 중금속 측정 등이 가능할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 다른 전기화학 셀 시스템에 따르면, 삽입 및 제거가 용이한 평판전극을 사용하므로, 평판전극의 교체 및/또는 세척 등이 용이할 수 있다. 따라서 평판전극을 깨끗한 상태로 유지할 수 있고, 이에 따라 평판전극의 표면에 잔류하는 중금속 이온 등을 용이하게 제거할 수 있다. 메모리 효과(memory effect)를 일으키는 중금속 이온 등을 제거함으로써, 중금속 검출의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 상부 몸체
3: 하부 몸체
5: 캡
O: 탄성부재
P: 평판 전극
B: 기준 전극
C: 상대 전극

Claims (18)

  1. 하부 몸체;
    상기 하부 몸체와 제1 방향으로 이격된 상부 몸체; 및
    상기 상부 몸체 상에 결합되는 캡; 을 포함하며,
    상기 상부 몸체는 상기 상부 몸체를 상기 제1 방향으로 관통하는 용액실을 제공하고,
    상기 용액실은 상기 제1 방향으로 갈수록 넓어지는 테이퍼부를 포함하며,
    상기 캡은 상기 용액실을 덮되,
    상기 캡은:
    용액을 배출하는 용액 배출구;
    기준전극이 삽입되는 제1 삽입구; 및
    상대전극이 삽입되는 제2 삽입구; 를 제공하며,
    상기 용액 배출구, 상기 제1 삽입구 및 상기 제2 삽입구는 상기 용액실과 연결되는 전기화학 셀.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡은:
    상기 제1 삽입구와 연결되어 상기 제1 삽입구에 삽입되는 기준전극을 고정하는 제1 고정볼트; 및
    상기 용액 배출구와 연결되어 상기 용액 배출구에 삽입되는 용액 배출관을 고정하는 제2 고정볼트; 를 더 포함하는 전기화학 셀.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 몸체는 용액 주입공을 더 제공하되,
    상기 용액 주입공은 상기 제1 방향에 교차되는 방향으로 연장되어 상기 용액실과 연결되는 전기화학 셀.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체 사이의 탄성부재를 더 포함하는 전기화학 셀.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 상부 몸체는 상기 상부 몸체의 하면에서 상기 제1 방향으로 함입된 탄성부재 삽입공을 더 제공하며,
    상기 탄성부재는 상기 탄성부재 삽입공에 삽입되는 전기화학 셀.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 탄성부재는 오링을 포함하는 전기화학 셀.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 몸체 및 상기 하부 몸체는 테프론을 포함하는 전기화학 셀.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체 사이에 삽입되는 평판 전극을 더 포함하는 전기화학 셀.
  11. 하부 몸체;
    상기 하부 몸체와 제1 방향으로 이격된 상부 몸체; 및
    상기 상부 몸체 및 상기 하부 몸체를 연결시켜 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체의 상기 제1 방향으로의 이격 거리를 조절하는 결합부; 를 포함하되,
    상기 상부 몸체는 상기 상부 몸체를 상기 제1 방향으로 관통하는 용액실을 제공하고,
    상기 용액실은 상기 제1 방향으로 갈수록 넓어지는 테이퍼부를 포함하며,
    상기 결합부는:
    상기 상부 몸체를 관통하여 상기 하부 몸체에 결합되는 상부 결합부; 및
    상기 하부 몸체를 관통하여 상기 상부 몸체에 결합되는 하부 결합부; 를 포함하고,
    상기 상부 결합부는:
    상기 상부 몸체의 상면 상에 위치하는 제1 조절손잡이;
    상기 상부 몸체를 관통하는 제1 수직축;
    상기 제1 수직축의 하단에 결합되며 상기 하부 몸체와 가동적으로 결합하는 제1 조절체; 를 포함하며,
    상기 하부 결합부는:
    상기 하부 몸체의 하면 밑에 위치하는 제2 조절손잡이;
    상기 하부 몸체를 관통하는 제2 수직축;
    상기 제2 수직축의 상단에 결합되며 상기 상부 몸체와 가동적으로 결합하는 제2 조절체; 를 포함하는 전기화학 셀.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 전기화학 셀;
    상기 전기화학 셀에 연결되는 펌프; 및
    상기 전기화학 셀에 결합되는 기준전극 및 상대전극; 을 포함하되,
    상기 전기화학 셀은:
    상부 몸체;
    상기 상부 몸체와 제1 방향으로 이격된 하부 몸체;
    상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체 사이에 삽입되는 평판전극; 및
    상기 상부 몸체 상에 결합되는 캡; 을 포함하며,
    상기 상부 몸체는 상기 상부 몸체를 상기 제1 방향으로 관통하는 용액실을 제공하고,
    상기 용액실은 상기 제1 방향으로 갈수록 넓어지는 테이퍼부를 포함하며,
    상기 캡은 상기 용액실을 덮되,
    상기 캡은:
    용액을 배출하는 용액 배출구;
    기준전극이 삽입되는 제1 삽입구; 및
    상대전극이 삽입되는 제2 삽입구; 를 제공하며,
    상기 용액 배출구, 상기 제1 삽입구 및 상기 제2 삽입구는 상기 용액실과 연결되는 전기화학 셀 시스템.
  16. 삭제
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 펌프는 상기 용액 배출구에 삽입되는 용액 배출관에 연결되는 전기화학 셀 시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체의 상기 제1 방향으로의 이격 거리를 조절하는 결합부를 더 포함하되,
    상기 상부 몸체를 관통하여 상기 하부 몸체에 결합되는 상부 결합부; 및
    상기 하부 몸체를 관통하여 상기 상부 몸체에 결합되는 하부 결합부; 를 포함하는 전기화학 셀 시스템.

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