KR102260206B1 - 광촉매를 구비한 수소 연료 변환기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광촉매; 액체 상태의 유기화합물을 수용할 수 있고 상기 유기화합물로부터 탈수소광산화반응을 통해 수소가 발생하는 반응이 일어나는 용기; 및 수소 연료의 배출수단을 포함하는 수소 연료 변환기를 제공한다. 또한, 본 발명은 광촉매 존재 하에 빛 조사 또는 빛 차폐를 통해 유기화합물로부터 수소 형성 반응을 수행 또는 정지시켜 원하는 시점에 또는 원하는 용량만큼 수소를 생성시키는 단계를 포함하는, 수소 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 광촉매; 액체 상태의 유기화합물을 수용할 수 있고 상기 유기화합물로부터 탈수소광산화반응을 통해 수소가 발생하는 반응이 일어나는 용기; 및 수소 연료의 배출수단을 포함하는 수소 연료 변환기에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 광촉매 존재 하에 빛 조사 또는 빛 차폐를 통해 유기화합물로부터 수소 형성 반응을 수행 또는 정지시켜 원하는 시점에 또는 원하는 용량만큼 수소를 생성시키는 단계를 포함하는, 수소 제조방법에 관한 것이다.
수소는 지구에서 가장 풍부한 자원 중 하나로 산소와 반응하여 큰 에너지를 발생하면서도 부산물로 물만을 생성하므로, 자원 고갈의 문제뿐만 아니라 환경 오염 문제를 동시에 해결할 수 있고, 아울러 중량당 높은 에너지 밀도를 가지며, 열 및 전기화학적 에너지로의 변환이 용이하다는 장점을 갖고 있다.
이러한 수소를 가장 효율적으로 활용할 수 있는 핵심기술은 수소를 연료로 사용하는 연료전지이다. 연료전지를 실용화하기 위해서는 기술적인 부분에서 여러 가지 해결해야 할 과제가 많으나, 그 중에서도 수소의 안정적인 공급 방법이 중요하다.
한편, 수소연료전지 자동차는 연료전지로부터 생산된 전기로 구동되는 전기자동차의 일종이다(도 2). 모터에서부터 바퀴에 이르는 구조는 기존의 전기자동차와 같은데, 기존의 전기자동차와는 달리 저장된 전기를 사용하는 것이 아니라 전기를 만들면서 모터를 돌려 차량을 달리게 하는 것이다. 연료전지만으로는 전기를 만들 수는 없고 연료전지 주위에 운전에 필요한 주변장치(Balance of Plant, BOP)들을 장착해서 이 장치들이 자동차의 운전 상황에 따라 연료전지에 필요한 양의 연료와 공기를 공급해 주고, 적절한 온도를 유지하기 위해 냉각수도 돌려주게 된다.
수송용 연료전지 중에 자동차의 주동력으로 사용되는 연료전지는 대표적으로 프로톤교환막 연료전지(Polymer Electrolyte Membrain Fuel Cell. PEMFC)이며 기본이 되는 연료는 수소이다. 수소 이외에 메탄올, 가솔린, 디젤, 천연가스와 같은 연료를 사용할 경우에는 이들 연료로부터 수소를 생산하기 위해 별도의 연료변환기를 장착해야 한다. 연료변환기를 장착한 경우는 고압수소탱크를 제거하거나 축소시킬 수 있다.
본 발명자들은 나노 크기의 금속산화물이 담지된 이산화티탄과 같은 광촉매 존재 하, 메탄올에 가시광선 및 자외선을 조사하면 탈수소 광반응이 일어나거나 광분해 반응이 일어나 수소를 발생하는 것을 발견하였다. 따라서, 본 발명은 이에 기초하여, 빛의 조사 여부에 따라 원하는 시점에 반응을 on/off시킬 수 있는 광촉매의 특성을 이용하여, 원하는 시점에 메탄올과 같은 유기 화합물로부터 수소 연료 생성 여부를 조절하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,
본 발명은 광촉매와; 액체 상태의 유기화합물을 수용할 수 있고 상기 유기 화합물로부터 탈수소광산화반응을 통해 수소가 발생하는 반응이 일어나는 용기 및 및 수소 연료의 배출수단과; 상기 용기의 외부 일단에 설치되어 먼지를 측정하고, 기준이상이면 경보신호를 출력하는 먼지 측정수단과; 상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 악취를 출력하는 악취도포장치를 포함하고; 상기 용기는 비활성 가스 분위기 또는 무산소 분위기로 조절되고, 비활성 가스 분위기 또는 무산소 분위기 하에서 광촉매에 빛이 조사되어 수소를 생성하며; 상기 용기의 내부에 광을 전달시키는 광섬유, 광덕트 또는 광파이프를 포함하여 이루어짐이 특징이다.
또한, 상기 악취도포장치(1100)는, 하우징(1110)과; 상기 하우징(1110)의 내부에 설치되며 외부에서 전력을 공급받아 전기를 충전후 장치에 전기를 제공하는 배터리(1120)와; 상기 배터리에 전기적으로 연결되어 배터리로부터 전력을 공급받아 이를 기계적인 회전운동으로 변환시키는 회전모터(1130)와; 상기 회전모터의 중심축상에 설치되어 회전모터의 회전에 상응하여 회전하되, 저면이 파형 형태로 이루어져 굴곡진 파형 형태가 연속적으로 회전하는 모터축(1131)과; 상기 회전모터의 하단에 위치되며 회전모터의 회전을 왕복 수직운동으로 전환하여 상하로 승하강하면서 유동되는 상하구동 실린더(1140)와; 상기 상하구동 실린더(1140)의 상부에 위치하되 중심축상에 위치되고, 회전모터(1130)의 모터축(1131)에 접면되면서 기계적으로 접촉되며, 회전모터(1130)의 모터축(1131)과 결합 및 분리를 반복하면서 승하강 동작을 하는 회전축(1141)과; 상기 상하 구동 실린더(1140)의 외주연에 설치하되 일측이 하우징 내측의 걸림턱에 고정되고 타측이 상하 구동 실린더의 걸림턱에 고정되어 상하 구동 실린더를 탄발지지하여 상하 구동 실린더가 승하강 작동을 유지할 수 있도록 하는 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)과; 상기 상하 구동 실린더(1140)의 내측에 삽입 결합되고, 전체적으로 실린더 형상이고 저면에 약물 통과용 홀(1161)이 다수개 설치되어 이루어지며, 상하 구동 실린더의 움직임에 따라 상하로 유동하면서 약물을 공급하는 악취 약물 도포기(1160)와; 일측은 악취 약물 도포기(1160)에 결합되고 타측은 하우징(1110)의 일단에 결합되며, 하우징을 기준으로 상하 구동 실린더 및 악취 약물 도포기(1160)를 동시에 임시 고정시켜 악취 약물 도포기(1160)가 중력작용에 의해서 아래로 추락하는 것을 막는 악취 약물 도포기 임시 고정수단(1180)을 포함하여 구성되어 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 악취 약물 도포기 임시 고정수단(1180)은, 끝단이 날카로운 쐐기 형태로 이루어지며 상하구동 실린더의 결합홀 및 약물 도포기의 결합홀을 통해 강제 끼움 결합되어 악취 약물 도포기가 상하구동 실린더의 내주연에 결합된 상태를 유지시키는 걸림용 후크(1181)와; 상기 걸림용 후크(1181)에 사선 방향으로 일체로 연결되며 회전운동에 의해서 걸림용 후크(1181)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 움직이도록 유도하는 연결편(1182)과; 상기 연결편(1182)과 걸림용 후크(1181) 사이에 설치되며 연결편이 회전되는 것을 지지하는 회전 지지용 힌지(1183)와; 상기 연결편(1182)과 상하구동 실린더(1140) 사이에 설치되어 연결편을 외측으로 밀어서 걸림용 후크(1181)가 시계 반대방향으로 유동되어 약물 도포기가 상하구동 실린더에 결합된 상태를 유지시키는 기능을 하며, 외부의 힘에 의해서 연결편이 눌러져서 상하구동 실린더 방향으로 압착되면 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 지지용 스프링(1184)과; 상기 연결편(1182)의 끝단부에 설치되며 상하구동 실린더(1140)의 상하 유동에 따라 걸림용 후크(1181) 및 연결편(1182)이 상하로 움직일때 동시에 움직이는 슬라이딩 유동편(1185)와; 상기 슬라이딩 유동편(1185)과 슬라이딩 결합되어 슬라이딩 유동편(1185)의 상하 움직임을 지지하며, 악취 약물 도포기(1160)를 교체시에 상하구동 실린더(1140) 방향으로 푸시하여 연결편(1182)을 누름으로서 연결편(1182)이 회전지지용 힌지핀(1183)을 중심으로 회전하게 되어 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 악취 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 푸시버튼(1186)을 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 외부 신호에 의해 작동되는 광원 또는 빛 차폐기가 구비된 것이 특징이다.
또한, 상기 유기화합물은 알콜, 알데히드, 유기산 및 에스테르로 구성된 군에서 하나이상 선택된 것이 특징이다.
또한, 광촉매에 광에너지가 노출되어 형성된 전자를 이용하여 수소 이온(H+)을 환원시켜 수소(H2)를 발생시키는 것을 돕는 조촉매를 광촉매가 더 포함하는 것이 특징이다.
본 발명은 액체 상태의 유기 화합물로부터 수소를 제조할 수 있으므로, 수소공급을 위해 위험한 고압 수소 공급 탱크가 필요 없으며, 빛 조사 및 차폐를 통해 유기 화합물로부터 수소생성 반응을 on/off시킬 수 있으므로 원하는 시점에 및 원하는 용량만큼 수소를 제조하여 수소 연료를 필요로 하는 장치의 구동(예, 속도)을 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라, 광촉매 존재 하 빛 조사시 유기화합물로부터의 수소 형성 반응을 도시한 것이다. 구체적으로, (MO)n-TiO2 촉매 존재하광촉매 반응 동안 일어나는 반응들의 scheme을 도시한 것이다(M = Pd, Pt, Au, 및 Cu).
도 2는 연료전지로부터 생산된 전기로 구동되는 수소연료전지 자동차의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일구체예에 따른 수소 연료 변환기의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 구성블록도.
도 5는 본 발명의 먼지측정수단 및 경보신호 출력부 구성 블록도.
도 6은 본 발명의 악취 약액 도포장치 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 악취 약액 도포장치 단면도 및 요부 단면도.
도 8은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 요부 확대 단면도.
도 9는 본 발명의 악취 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 구성도.
도 10은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 요부 확대도.
도 11은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 임시고정수단 구성도.
도 12는 본 발명의 악취 약액 도포장치의 임시고정수단 다른 각도 구성도.
도 13은 본 발명의 약액 통과용 홀 구성도.
도 2는 연료전지로부터 생산된 전기로 구동되는 수소연료전지 자동차의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일구체예에 따른 수소 연료 변환기의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 구성블록도.
도 5는 본 발명의 먼지측정수단 및 경보신호 출력부 구성 블록도.
도 6은 본 발명의 악취 약액 도포장치 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 악취 약액 도포장치 단면도 및 요부 단면도.
도 8은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 요부 확대 단면도.
도 9는 본 발명의 악취 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 구성도.
도 10은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 요부 확대도.
도 11은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 임시고정수단 구성도.
도 12는 본 발명의 악취 약액 도포장치의 임시고정수단 다른 각도 구성도.
도 13은 본 발명의 약액 통과용 홀 구성도.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.
만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.
본 발명자들은 나노 크기의 금속산화물이 담지된 이산화티탄과 같은 광촉매 존재 하에, 액상 또는 기상의, 메탄올, 에탄올 등의 알코올, 포름알데히드 등의 유기 알데히드, 포름산 등의 유기산, 메틸포메이트 등의 에스테르에 가시광선 및 자외선을 조사하면 탈수소 광반응이 일어나거나 광분해되는 광촉매 반응이 일어나는 것을 발견하였다.
한편, 일반적인 촉매를 이용하면 반응물이 모두 사라져서 더 이상 반응이 가능하지 않을 때까지 반응을 중간에 정지시키기가 거의 불가능하나, 간단하게 빛을 더 이상 공급하지 않음으로써 반응을 도중에 정지시킬 수 있는 광촉매의 특성을 이용하고 상기 발견을 조합하여, 본 발명은 유기 화합물로부터 수소 제조시, 열촉매가 아닌 광촉매를 사용하여 광조사의 ON/OFF에 따라 수소 발생을 조절하는 것을 특징으로 한다. 이는 수소 자동차에서 액체연료를 사용할 수 있게 되는 계기가 될 수 있다.
본 발명자들은 하기 반응식 1 ~ 5가 광촉매 하에 빛이 조사되면 수행된다는 것을 발견하였다. 이때, 반응식 4 및/또는 반응식 5를 통해, 반응식 1, 2, 3의 반응물을 공급할 수도 있다. 따라서, 본 발명에서 유기화합물로부터 수소 제조시 상기 유기화합물은 알콜, 알데히드, 유기산,에스테르가 될 수 있다.
[반응식 1]
CH3OH+ H2O → 3H2 + CO2
[반응식 2]
CH2O + H2O → 2H2 + CO2
[반응식3]
HCOOH →H2 + CO2
[반응식 4]
HCOOCH3 + H2O → HCOOH + CH3OH
[반응식 5]
CH3OCH2OCH3 + H2O → 2CH3OH + CH2O
반응식 3에서 CH3OH 로부터 H2 및 CO2이 형성되는 구체적인 반응단계들은 도 1을 참조하라.
<광촉매>
광촉매(光觸媒)는 빛을 쪼여주었을 때 반응하여 특정 반응에서 반응 속도에 영향을 주는 촉매이다. 예컨대, 광촉매는 빛을 에너지원으로 촉매반응(산화, 환원반응)을 촉진시킬 수 있는 반도체물질일 수 있다. 즉, 반도체 등의 분말을 용액에 넣어 그 밴드갭 이상의 에너지 광을 조사하면, 마이너스 전하를 갖는 전자와 플러스 전하를 갖는 정공이 생성되고 이것의 강한 환원 또는 산화작용에 의해 용액 중의 이온종이나 분자종을 분해시키는 등 다양한 반응을 일으킬 수 있다.
광촉매가 흡수하는 빛은 가시광선 및/또는 자외선일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
광촉매는 예컨대 광 조사에 의하여 전자(electron, e-)가 공유띠로부터 전도띠로 여기(excitation)될 수 있는 물질이라면 특별히 제한없이 사용될 수 있다.
광촉매의 비제한적인 예는 금속, 반도체, 합금 및 이들의 조합일 수 있다. 자외선 활성을 가지는 광촉매의 비제한적인 예로는 TiO2, B/Ti 산화물, CaTiO3, SrTiO3, SrTiO3, Sr3Ti2O7, Sr4Ti3O10, K2La2Ti3O10, Rb2La2Ti3O10, Cs2La2Ti3O10, CsLa2Ti2NbO10, La2TiO5, La2Ti3O9, La2Ti2O7, La2Ti2O7, KaLaZr0.3Ti0.7O4, La4CaTi5O17, KTiNbO5, Na2Ti6O13, BaTi4O9, Gd2Ti2O7, Y2Ti2O7, ZrO2, K4Nb6O17, Rb4Nb6O17, Ca2Nb2O7, Sr2Nb2O7, Ba5Nb4O15, NaCa2Nb3O10, ZnNb2O6, Cs2Nb4O11, La3NbO7, Ta2O5, K2PrTa5O15, K3Ta3Si2O13, K3Ta3B2O12, LiTaO3, NaTaO3, KTaO3, AgTaO3, KTaO3:Zr, NaTaO3:La, NaTaO3, SrNa2Ta2O6, K2Ta2O6, CaTa2O6, SrTa2O6, BaTa2O6, NiTa2O6, Rb4Ta6O17, Ca2Ta2O7, Sr2Ta2O7, K2SrTa2O7, RbNdTa2O7, H2La2/3Ta2O7, K2Sr1.5Ta3O10, LiCa2Ta3O10, KBa2Ta3O10, Sr5Ta4O15, Ba5Ta4O15, H1.8Sr0.81Bi0.19Ta2O7, Mg-Ta Oxide, LaTaO4,La3TaO7, PbWO4, RbWNbO6, RbWTaO6, CeO2:Sr, BaCeO3 및 이들의 조합일 수 있다. 가시광 활성을 가지는광촉매의 비제한적인 예로는 WO3, Bi2WO6, Bi2MoO6, Bi2Mo3O12, Zn3V2O8, Na0.5Bi1.5VMoO8, In2O3(ZnO)3, SrTiO3: Cr/Sb, SrTiO3:Ni/Ta, SrTiO3:Cr/Ta, SrTiO3:Rh, CaTiO3:Rh, La2Ti2O7:Cr, La2Ti2O7:Fe, TiO2:Cr/Sb, TiO2:Ni/Nb, TiO2:Rh/Sb, PbMoO4:Cr, RbPb2Nb3O10, PbBi2Nb2O9, BiVO4, BiCu2VO6, BiZn2VO6, SnNb2O6, AgNbO3, Ag3VO4, AgLi1/3Ti2/3O2, AgLi1/3Sn2/3O2 및 이들의 조합일 수 있다.
광촉매로써 가장 적합한 물질은 현재 가장 많이 상용되고 있는 이산화 티타늄(TiO2)이다. 이산화티타늄은 온도에 따라 다른 결정구조를 가지면서 루틸(Rutile)과 아나타제(Anatase) 두 종류가 존재한다.
한편, 광촉매는, 광촉매에 광에너지가 노출되어 형성된 전자를 이용하여 수소 이온(H+)을 환원시켜 수소(H2)를 발생시키는 것을 돕는 조촉매를 더 포함할 수 있다. 상기 조촉매는 Pt, Pd, Rh, Au, Ni, Cr, Ag, Cu, W, Mo, Nb, V, Ru, Sn, Zr, Co, Fe, Ta 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 것일 수 있다.
금속 산화물이 빛 조사에 의해 금속으로 환원될 수 있기 때문에, 본 발명에서 조촉매는 상기 금속의 산화된 형태로 제공될 수 있다. 따라서, 조촉매는 다양한 단일 금속 또는 합금의 산화물, 황화물, 질화물 일 수도 있다. 조촉매의 평균입경은 0.1 ~ 100nm인 것이 바람직하다. 조촉매는 다양한 형태의 입자, 또는, 나노막대, 나노점, 양자점, 박막 등의 다양한 형태를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
<관련된 화학반응들>
광촉매 하에 가시광선 및 자외선을 조사하면 탈수소광반응이 일어나거나 광분해되는 광촉매 반응이 일어날 수 있는, 알코올의 예로는 메탄올, 에탄올 등이 있으며, 유기 알데히드의 예로는 포름알데히드 등이 있고, 유기산의 예로는 포름산 등이 있으며, 에스테르의 예로는 메틸포메이트 등이 있다. 탈수소광반응을 통해 수소를 발생하는데 사용되는 바람직한 반응물로는 메탄올, 포름알데히드, 포름산이 있다.
본 발명자들은 Pd, Pt, Au 및 Cu 나노입자들이 각각 담지된 TiO2이 전술한 다양한 반응들에 대해 고효율의 태양광구동 광촉매 또는 열촉매로서 작용하는 것을 발견하였다. 이들 반응 중 메탄올의 새로운 광촉매에 의한 증기 개질 방법 그리고 실험을 통해, 메탄올로부터 메틸포메이트(MF) 및 디메톡시메탄(DMM)으로의 산화커플링 반응들이 중요하고, 이들 반응이 서로 연결되어 있는 방식(도 1), 각 반응의 특징들 및 광촉매반응들의 주요 메커니즘들을 발견하였다. 상기 발견들은 메탄올, 포름알데히드 및 포름산으로부터의 수소생산, 메탄올로부터 MF 및 DMM의 생산에서 응용될 수 있다.
본 발명의 일구체예에서는, 광촉매 반응 동안 금속산화물인 (MO)n이 Mn(금속 M으로 된 나노입자들을 의미)로 전환될 수 있기 때문에, Mn- 담지된 TiO2 (Mn-TiO2) 대신, 1% 금속 산화물 나노입자들이 담지된 TiO2 분말[(MO)n-TiO2]이 사용되었다. (MO)n의 평균크기는 약 3~7nm이었다(도 4). 상부에 석영창문을 가진 반응기의 하부에 각 (MO)n-TiO2 분말(350mg)을 배치하였다. 반응기온도는 30℃로 유지하였다. 시험대상반응물은 메탄올, 포름알데히드, 포름산, 메틸포르메이트(MF), 및 1,1-디메톡시메탄(DMM)이었다. 이들을 단일 성분으로 또는 두 성분의 혼합물로 운반가스(Ar, H2, 또는 O2) 조력하에 기체상(vapor phase)으로 반응기에 주입하였다. 총 유속은 6mL/분이었다. 각 반응에서, 반응물 함량, 운반가스, 촉매, 광조사여부, 습기여부를 변화시켰다. 광반응의 경우, 100 mW/cm2의 전력을 갖는 standard AM-1.5 solar stimulated light를 사용하였다. 광조사면적은 6cm2이었다. 생성물 흐름을 하나 또는 두 개의 기체크로마토그래피에 도입시켰다. 도입된 반응물들과 생성물들의 양들을 μmol cm-2 h-1로 표시하였다.
(1) 전체 반응식 및 반응의 특징들
본 발명자들은 (MO)n-TiO2 상에서 메탄올과 수증기의 광촉매 반응에 15개의 상이한 반응들[R n 로 표시 (n=1~15), 해당반응속도는 rR n 로 표시) 및 13개의 상이한 화합물들(CH3OH, HCHO, H2C(OH)2, HCO2H, HCO2CH3, CH3OCH2OH, (CH3O)2CH2, CH3OCH3, CH4, CO2, CO, H2, and H2O)이 참여하고, 도 1에 도시된 바와 같이 서로 연결되어 있다는 것을 발견하였다. 반응들은 메탄올로부터 포름알데히드로의 광촉매 탈수소반응(R 1 ), 포름알데히드로부터 메탄디올로의 열적 수산화반응(R 2 ), 메탄디올로부터 포름산으로의 광촉매탈수소 반응(R 3 ), 포름산 및 메탄올로부터 MF로의 열적에스테르화 반응(R 4 ), 포름산으로부터 이산화탄소로의 광촉매탈수소반응 (R 5 ), 포름알데히드와 메탄올의 커플링에 의한 메톡시메탄올의 열촉매적 형성(R 6 ), 산소 존재 하에 메톡시메탄올로부터 MF로의 광촉매(R 7 ) 및 열촉매(R 8 ) 탈수소반응, 메톡시메탄올 및 메탄올로부터 DMM으로의 열촉매적커플링반응(R 9 ), DMM으로부터 메탄올 및 포름알데히드로의 광촉매 가수분해반응(R 10 ), 건조 DMM으로부터 MF 및 디메틸에테르(DME)으로의 광촉매분해반응 (R 11 ), MF로부터 포름산 및 메탄올로의 광촉매가수분해(R 12 ), 건조 MF로부터 메탄올 및 이산화탄소로의 광촉매 분해반응(R 13 ), 건조 MF로부터 두개의포름알데이드로의광촉매분해반응(R 14 ), 건조 MF로부터 메탄 및 이산화탄소로의 광촉매 분해반응(R 15 )이다.
이들반응 중 R 2 는 잘 알려진 가역반응으로, 상온에서 평형시 메탄디올이 더우세하다. 본 발명자들은 R 3 도 가역반응인 반면, 다른 나머지반응들은 비가역반응인 것을 발견하였다. 10개의 반응들(R 1 , R 3 , R 5 , R 7 , R 10 -R 15 )은 운반가스의 종류와 상관없이 순수한 광촉매반응이고, R 2 및 R 4 는 빠른 무촉매 열반응들이며, R 6 및 R 9 는 운반가스와 상관없는 저속의 열촉매반응이고, R 8 는 산소(O2) 분위기하에서만 열촉매반응이다. 따라서, 운반가스로 O2를 사용하면 R 7 및 R 8 는 동시에 일어난다. 탈수소반응들은 속도결정반응들이고, O2에 의해 가속화(R 1 , R 3 , R 5 , 및 R 7 ) 또는 활성화(R 8 )된다. R 1 , R 5 , R 7 , 및 R 8 은 아니고 오직 R 3 만 가역반응이기 때문에 H2에 의해 반응이 억제되는 반면, 다른 탈수소반응들은 비가역반응이다.
메탄올로부터 MF를 형성하는 경로에는 2가지가 있다. 함수(hydrous) 경로 R 2 →R 3 →R 4 및 무수(anhydrous) 경로 R 6 →R 7 및 R 6 →R 8 이다. 함수경로는 무수경로 보다 약 3배 더 빠르다. 하기 현상들도 유추되었다: 산소 분위기하 rR 4 >>rR 5 , rR 7 >>rR 9 , rR 8 >rR 9 , rR 8 >>rR 7 이고; 3배정도 rR 10 >>rR 11 ,rR 1 >>rR 1 이고; 약 140배정도 rR 12 >>(rR 13 , rR 14 및 rR 15 ), rR 14 >> (rR 13 ≒ R 15 )임. 가장 마지막 현상은, MF 열분해를 위한 활성화 에너지 계산값이 R 13 <R 14 <R 15 순서로 증가된다고 알려져 있었다는 측면에서, 매우흥미롭다.
<수소 연료 변환기>
본 발명에 따른 수소 연료 변환기는 광촉매; 액체 상태의 유기화합물을 수용할 수 있고 상기 유기 화합물로부터 탈수소광산화반응을 통해 수소가 발생하는 반응이 일어나는 용기; 및 수소 연료의 배출수단을 포함한다(도 3 참조).
광촉매는 용기 내에 분말로 분산되거나 용기 표면에 부착된 상태로 존재할 수 있으며, 액체 상태의 유기화합물은 용기내에 회분식 또는 연속식으로 주입될 수 있다.
비활성가스 분위기 또는 무산소 분위기 하에서 광촉매에 빛이 조사되어 수소를 생성하는 것이 바람직하다.본 발명에서 상기 용기는 산소만 없으면 되므로, 무산소 액체연료 저장고일 수 있다.
상기 용기 내부를 비활성 가스 분위기 또는 무산소 분위기로 조절하기 위해, 상기 용기는 비활성 가스 주입기를 추가로 구비할 수 있고, 또한 산소 제거기 또는 공기 차단기를 추가로 구비할 수 있다.
비활성 가스의 비제한적인 예로는 아르곤, 헬륨, 네온, 크립톤 또는 이의 혼합물 등이 있다.
본 발명에 따른 수소 연료 변환기는 외부 신호에 의해 작동되는 광원 또는 빛 차폐기가 구비될 수 있다.
광은 가시광선 또는 자외선을 포함할 수 있으며, 광원으로는 할로겐 램프, 고압 수은등, 레이저광, 메탈할로겐 램프, 블랙 램프, 무전극 램프 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 광섬유, 광덕트 또는광파이프를 통해 원하는 위치에 광을 전달시킬 수 있다.
<수소의 응용>
한편, 본 발명에 따라 제조된 수소는 암모니아, 메탄올 등의 제조원료로 사용될 수 있으며, 포화화합물을 생성시키는 수소화반응에도 사용될 수 있다. 또한, 수소 첨가반응, 탈황반응, 탈질소반응, 탈금속반응 등과 같은 수소처리공정에 사용될 수 있으며, 이산화탄소의 고정화반응에도사용될 수 있다.
또한, 수소는 연료 전지 또는 자동차 등의 무공해 에너지원을 포함한 다양한 분야에서 중요한 에너지원으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 수소 연료 변환기는 연료전지에 연결되어, 수소 연료 변환기로부터 형성된 수소를 직접 연료전지 또는 연료전지를 탑재한 장치(예, 차량, 발전기)에 이용할 수 있다.
연료전지는 연료(예, 수소)와 공기의 화학에너지를 전기화학적 반응에 의해 전기 및 열로 직접 변환시키는 장치이다. 이와 같은 연료전지는 일반적으로 연료극, 공기극 및 전해질층에 해당하는 멤브레인으로 구성되며, 상기 연료극은 수소(H2)를 공급받아 수소이온(H+)과 전자(e-)로 분해한다. 생성된 수소이온은 멤브레인을 거쳐 공기극으로 이동하고, 전자는 외부회로를 거쳐 전류를 발생시키며 공기극으로 이동한다. 그리고 공기극에서 수소이온과 전자, 그리고 산소가 결합하여 물이 된다. 상술한 연료전지에서의 화학반응식은 하기 반응식과 같다.
연료극: H2→ 2H++ 2e-
공기극: 1/2 O2 + 2H++ 2e-→ H20
전체반응: H2 + 1/2 O2→ H2
상술한 수소 발생 방법에 의해 얻어진 수소를 연료로서 사용할 수 있는 연료전지는 특별히 한정되지 않으나, 인산형, 용융 탄산염형, 고체산화물형 및 고분자전해질형 등에 사용할 수 있다.
한편, 본 발명은 반응용기의 외부 일단에 먼지 측정수단(1000a)을 더 설치하며, 상기 먼지 측정수단(1000a)의 측정 결과 기준이상의 먼지가 있는 것으로 판단되면 경보신호를 출력하여 작업자로 하여금 그 지역을 신속하게 벗어나도록 유도한다.
즉, 반응용기는 빛의 조사에 의해서 광촉매 반응을 일으키는바, 외부에 먼지가 기준이상이면 작업자에 해를 미치기 때문에 경보신호를 유도하는 것이며 반응용기의 외부에는 먼지 발생요인이 항상 존재하며 이때 작업자는 외부 먼지 발생여부를 알 수 없기 때문에 먼지 측정수단을 부가하여 설치하여 작업자를 보호토록함이 바람직하다.
다시말해서, 본 발명은 경보신호 출력수단으로서 악취 약액 도포장치(1100)를 구비하는바, 미세먼지가 기준이상이면 악취 약액 도포장치(1100)로부터 악취를 출력하여 작업자로 하여금 반응용기로부터 멀어지도록 강제한다.
즉, 반응용기는 빛의 조사에 의해서 광촉매 반응을 일으키는바, 외부에 먼지가 기준이상이면 작업자에 해를 미치기 때문에 경보신호를 유도하는 것이며 반응용기의 외부에는 먼지 발생요인이 항상 존재하며 이때 작업자는 외부 먼지 발생여부를 알 수 없기 때문에 먼지 측정수단을 부가하여 설치하여 작업자를 보호토록함이 바람직하다.
다시말해서, 본 발명은 경보신호 출력수단으로서 악취 약액 도포장치(1100)를 구비하는바, 미세먼지가 기준이상이면 악취 약액 도포장치(1100)로부터 악취를 출력하여 작업자로 하여금 반응용기로부터 멀어지도록 강제한다.
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즉, 상기 먼지 측정수단(1000a)에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 악취를 도포하는 악취 약액 도포장치를 더 포함하여 이루어지며, 미세먼지가 기준이상이면 작업자를 보호하기 위해서 악취를 출력하는 것이다.
악취 약액 도포장치(1100)는 하우징(1110)과, 배터리(1120)와, 회전모터(1130)와, 상하 구동 실린더(1140)와, 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)과, 악취 약물 도포기(1160)와, 약액 저장수단(1170)과, 도포기 임시고정수단(1180)으로 이루어진다.
상기 하우징(1110)은 내부에 공간부를 갖으며, 각종 장치를 내장하여 이루어진다. 즉, 하우징은 일측이 오픈된 두개의 케이스를 각각 상호 접합하여 구성하며, 상기 케이스가 접합되는 과정에서 발생하는 공간부에 각종 장치가 설치되는 것이다. 이러한 하우징은 일반적으로 내부에 공간부를 갖는 수단들과 비슷한 구조이다.
상기 배터리(1120)는 하우징(1110)의 내부에 설치되며 외부에서 전력을 공급받아 전기를 충전후 장치에 전기를 제공하는 역할을 한다. 즉, 배터리는 하우징의 상부에 설치되며 외부 전력공급장치와 전기적으로 연결되어 전기를 공급받고, 공급받은 전력을 임시저장하여 전력이 필요로하는 각종 장치에 전기를 공급한다.
상기 회전모터(1130)는 배터리에 전기적으로 연결되어 배터리로부터 전력을 공급받아 이를 기계적인 회전운동으로 변환시켜 모터축을 자유 회전시킨다. 이때, 상기 모터축(1131)은 저면이 수직방향으로 파형 형태로 이루어져 굴곡진 파형 형태가 연속적으로 회전하는 형태이다. 즉, 상기 회전모터는 배터리로부터 전력을 공급받아 회전하며, 모터축의 저면이 굴곡진 파형 형태로 이루어져 회전하는 형태이다.
상기 상하 구동 실린더(1140)는 상기 회전모터에 기계적으로 연결하되 회전모터의 회전을 왕복 수직운동으로 전환하여 상하로 승하강하면서 유동된다. 이때, 상하 구동 실린더(1140)의 회전축(1141)은 상부면이 수직방향으로 파형형태로 이루어져 회전모터의 모터축의 파형과 상호 결합 및 분리를 반복하면서 승하강 동작을 한다. 즉, 상하 구동 실린더는 회전모터의 회전에 따라 승하강 동작이 이루어지도록 회전모터의 모터축과 동일하게 회전축이 굴곡진 파형 형태로 이루어지며, 이에 따라 회전모터가 회전하면 상하 구동 실린더는 승하강 동작을 하게 된다.
상기 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)은 상하 구동 실린더(1140)의 외주연에 설치하되 일측이 하우징(1110) 내측의 걸림턱에 고정되고 타측이 상하 구동 실린더(1140)의 걸림턱에 고정되어 상하 구동 실린더(1140)를 탄발지지하여 상하 구동 실린더(1140)가 승하강 작동을 유지할 수 있도록 한다. 즉, 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)은 상하 구동 실린더(1140)를 상부방향으로 계속 밀어올리는 탄발작용을 하기 때문에 회전모터(130)가 회전시에 회전모터의 모터축(1131)의 파형과 상하 구동 실린더(1140)의 회전축(1141)의 파형이 엇걸리면서 상하 구동 실린더가 하강하고, 엇걸림이 끝난후 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)에 의해서 상하 구동 실린더(1140)가 상승하면서 회전축(1141)의 파형과 회전모터(1130)의 모터축(1131)의 파형이 밀착된다. 따라서, 상하 구동 실린더(1140)는 회전모터(1130)에 근접하고 이격되는 것이 반복되어 회전모터(1130)를 중심으로 상하 구동 실린더(1140)가 연속적으로 상하 운동이 이루어지게 된다.
상기 악취 약물 도포기(1160)는 몸체 실린더 형상이고 저면에 악취 약물 통과용 홀(1161)이 다수개 설치되어 이루어지고, 상기 상하 구동 실린더(1140)의 내측에 삽입 결합되며, 악취 약물을 공급하는 역할을 한다. 즉, 악취 약물 도포기(1160)는 내부에 저장되는 악취 약물을 악취 약물 통과용 홀(1161)을 통해 외부로 배출되도록하며, 이때 악취 약물 도포기(1160)는 상하 구동 실린더의 내부에 설치되기 때문에 상하 구동 실린더(1140)의 상하 작동시에 악취 약물 도포기(1160)가 타격되어 관성의 법칙에 따라 외부로 약물을 출력하게 된다.
상기 악취 약액 저장수단(1170)은 내부에 악취 약물을 수납한 상태이며, 악취 약물 도포기(1160)에 삽입설치되어 악취 약물 도포기(1160)의 악취 약물 통과용 홀(1161)을 통해 출력된다. 즉, 상기 악취 약액 저장수단(1170)은 약물을 저정한 상태이며, 하부가 오픈된 형태로 악취 약물 도포기(1160)에 결합되며, 상하 구동 실린더(1140)가 구동시에 악취 약액 저장수단의 악취 약물이 외부로 출력되게 된다. 실제로 악취 약물 통과용 홀(1161)은 미세하게 형성되어 있기 때문에 상하 구동 실린더(1140)가 작동하지 않을 때에는 쉽게 외부로 배출되지 않는다.
상기 악취 약물 도포기 임시 고정수단(1180)은 일측은 악취 약물 도포기(1160)에 결합되고 타측은 하우징(1110)의 일단에 결합되며, 하우징(1110)을 기준으로 상하 구동 실린더(1140) 및 악취 약물 도포기(1160)를 동시에 임시 고정하여 상하 구동 실린더(1140) 및 악취 약물 도포기(1160)가 승하강으로 유동하면서도 악취 약물 도포기(1160)가 중력작용에 의해서 아래로 추락하는 것을 막으며, 악취 약물 도포기(1160)를 교체할 경우 버튼을 눌러서 하우징을 기준으로 악취 약물 도포기의 고정을 해제시켜 악취 약물 도포기가 상하구동 실린더로부터 이탈되어 하부로 탈거되도록 한다. 즉, 악취 약물 도포기 임시 고정수단은 상하 구동 실린더 및 악취 약물 도포기를 임시로 고정하여 동작시에 악취 약물 도포기가 탈거되는 것을 방지하고, 악취 약물 도포기 내부에 존재하는 약물을 모두 사용한 다음에는 버튼을 눌러 악취 약물 도포기를 해제후 악취 약액 저장수단을 재수납시키도록 유도한다.
상기 임시고정수단(1180)은 걸림용 후크(1181)와, 연결편(1182)과, 회전 지지용 힌지(1183)와, 지지용 스프링(1184)과, 슬라이딩 유동편(1185)과, 푸시버튼(1186)으로 이루어진다.
상기 걸림용 후크(1181)는 끝단이 날카로운 쐐기 형태로 이루어지며 상하구동 실린더(1140)의 결합홀(1140a) 및 약물 도포기(1160)의 결합홀(1160a)을 통해 강제 끼움 결합되어 악취 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)의 내주연에 결합된 상태를 유지시킨다.
상기 연결편(1182)은 걸림용 후크(1181)에 사선 방향으로 일체로 연결되며 회전운동에 의해서 걸림용 후크(1181)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 움직이도록 유도한다.
상기 회전 지지용 힌지(1183)는 연결편(1182)과 걸림용 후크(1181) 사이에 설치되며 연결편이 회전되는 중심축 역할을 한다.
상기 지지용 스프링(1184)은 연결편(1182)과 상하구동 실린더(1140) 사이에 설치되어 연결편을 외측으로 밀어서 걸림용 후크(1181)가 시계 반대방향으로 유동되어 약물 도포기가 상하구동 실린더에 결합된 상태를 유지시키는 기능을 하며, 외부의 힘에 의해서 연결편이 눌러져서 상하구동 실린더 방향으로 압착되면 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 악취 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 악취 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도한다.
상기 슬라이딩 유동편(1185)은 연결편(1182)의 끝단부에 설치되며 상하구동 실린더(1140)의 상하 유동에 따라 걸림용 후크(1181) 및 연결편(1182)이 상하로 움직일때 동시에 움직인다.
상기 푸시버튼(1186)은 상기 슬라이딩 유동편(1185)과 슬라이딩 결합되어 슬라이딩 유동편(1185)의 상하 움직임을 지지하며, 악취 약물 도포기(1160)를 교체시에 상하구동 실린더(1140) 방향으로 푸시하여 연결편(1182)을 누름으로서 연결편(1182)이 회전지지용 힌지핀(1183)을 중심으로 회전하게 되어 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 악취 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 악취 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 기능을 한다.
1000a: 먼지측정수단 1100: 악취 약액 도포장치
Claims (6)
- 광촉매와;
액체 상태의 유기화합물을 수용할 수 있고 상기 유기 화합물로부터 탈수소광산화반응을 통해 수소가 발생하는 반응이 일어나는 용기 및 및 수소 연료의 배출수단과;
상기 용기의 외부 일단에 설치되어 먼지를 측정하고, 기준이상이면 경보신호를 출력하는 먼지 측정수단과;
상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 악취를 출력하는 악취도포장치를 포함하고;
상기 용기는 비활성 가스 분위기 또는 무산소 분위기로 조절되고, 비활성 가스 분위기 또는 무산소 분위기 하에서 광촉매에 빛이 조사되어 수소를 생성하며;
상기 용기의 내부에 광을 전달시키는 광섬유, 광덕트 또는 광파이프를 포함하여 이루어지고;
상기 악취도포장치(1100)는,
하우징(1110)과;
상기 하우징(1110)의 내부에 설치되며 외부에서 전력을 공급받아 전기를 충전후 장치에 전기를 제공하는 배터리(1120)와;
상기 배터리에 전기적으로 연결되어 배터리로부터 전력을 공급받아 이를 기계적인 회전운동으로 변환시키는 회전모터(1130)와;
상기 회전모터의 중심축상에 설치되어 회전모터의 회전에 상응하여 회전하되, 저면이 파형 형태로 이루어져 굴곡진 파형 형태가 연속적으로 회전하는 모터축(1131)과;
상기 회전모터의 하단에 위치되며 회전모터의 회전을 왕복 수직운동으로 전환하여 상하로 승하강하면서 유동되는 상하구동 실린더(1140)와;
상기 상하구동 실린더(1140)의 상부에 위치하되 중심축상에 위치되고, 회전모터(1130)의 모터축(1131)에 접면되면서 기계적으로 접촉되며, 회전모터(1130)의 모터축(1131)과 결합 및 분리를 반복하면서 승하강 동작을 하는 회전축(1141)과;
상기 상하 구동 실린더(1140)의 외주연에 설치하되 일측이 하우징 내측의 걸림턱에 고정되고 타측이 상하 구동 실린더의 걸림턱에 고정되어 상하 구동 실린더를 탄발지지하여 상하 구동 실린더가 승하강 작동을 유지할 수 있도록 하는 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)과;
상기 상하 구동 실린더(1140)의 내측에 삽입 결합되고, 전체적으로 실린더 형상이고 저면에 약물 통과용 홀(1161)이 다수개 설치되어 이루어지며, 상하 구동 실린더의 움직임에 따라 상하로 유동하면서 약물을 공급하는 악취 약물 도포기(1160)와;
일측은 악취 약물 도포기(1160)에 결합되고 타측은 하우징(1110)의 일단에 결합되며, 하우징을 기준으로 상하 구동 실린더 및 악취 약물 도포기(1160)를 동시에 임시 고정시켜 악취 약물 도포기(1160)가 중력작용에 의해서 아래로 추락하는 것을 막는 악취 약물 도포기 임시 고정수단(1180)을 포함하여 구성되어 이루어지며;
상기 악취 약물 도포기 임시 고정수단(1180)은,
끝단이 날카로운 쐐기 형태로 이루어지며 상하구동 실린더의 결합홀 및 약물 도포기의 결합홀을 통해 강제 끼움 결합되어 악취 약물 도포기가 상하구동 실린더의 내주연에 결합된 상태를 유지시키는 걸림용 후크(1181)와;
상기 걸림용 후크(1181)에 사선 방향으로 일체로 연결되며 회전운동에 의해서 걸림용 후크(1181)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 움직이도록 유도하는 연결편(1182)과;
상기 연결편(1182)과 걸림용 후크(1181) 사이에 설치되며 연결편이 회전되는 것을 지지하는 회전 지지용 힌지(1183)와;
상기 연결편(1182)과 상하구동 실린더(1140) 사이에 설치되어 연결편을 외측으로 밀어서 걸림용 후크(1181)가 시계 반대방향으로 유동되어 약물 도포기가 상하구동 실린더에 결합된 상태를 유지시키는 기능을 하며, 외부의 힘에 의해서 연결편이 눌러져서 상하구동 실린더 방향으로 압착되면 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 지지용 스프링(1184)과;
상기 연결편(1182)의 끝단부에 설치되며 상하구동 실린더(1140)의 상하 유동에 따라 걸림용 후크(1181) 및 연결편(1182)이 상하로 움직일때 동시에 움직이는 슬라이딩 유동편(1185)와;
상기 슬라이딩 유동편(1185)과 슬라이딩 결합되어 슬라이딩 유동편(1185)의 상하 움직임을 지지하며, 악취 약물 도포기(1160)를 교체시에 상하구동 실린더(1140) 방향으로 푸시하여 연결편(1182)을 누름으로서 연결편(1182)이 회전지지용 힌지핀(1183)을 중심으로 회전하게 되어 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 악취 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 푸시버튼(1186)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 광촉매를 구비한 수소 연료 변환기. - 삭제
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